ІНЖЕНЕРНІ МЕРЕЖІ: ЕЛЕМЕНТИ, ПЛАНУВАЛЬНІ ОБМЕЖЕННЯ І ВИМОГИ ДО ПРОКЛАДАННЯ В ПЛАНІ ТА ПОПЕРЕЧНОМУ ПРОФІЛІ ВУЛИЦЬ

 

Інженерні підземні та надземні мережі є важливою складовою обладнання й облаштування міських вулиць і доріг. Спорудження, експлуатація, ремонт і реконструкція підземних інженерних мереж пов’язані з порушенням поверхні вулиці, а іноді й архітектурного середовища прилеглої забудови. Тому, під час проектування елементів вулиці розміщення інженерних мереж має важливе значення. При цьому треба керуватися відомчими нормативними документами та містобудівними нормами й правилами [1, 2, 3].

Одними з основних інженерних мереж, що прокладаються під вулицями, є мережі систем забезпечення міста ресурсами життєдіяльності – водопостачання, каналізації, електро-, тепло- і газопостачання, а також систем інформації – зв’язку, радіомовлення, телебачення. Всі ці мережі мають свій комплекс споруд та устаткування й висувають різні вимоги до прокладання в плані та поперечному профілі міських вулиць, взаємного контакту між собою та іншими елементами вулиць.

 

Мережі систем забезпечення ресурсами життєдіяльності

 

Водопостачання – це комплекс інженерних споруд, устаткування і санітарних заходів, що забезпечують господарсько-питне водоспо-живання в житлових і громадських будівлях і на підприємствах, потреби комунально-побутових підприємств і гасіння пожеж.

Системи водопостачання класифікуються за низкою ознак:

1. За типом об’єктів, що обслуговуються – міське, селищне, промислове, сільськогосподарське водопостачання.

2. За призначенням – господарське, призначене для задоволення питних і господарсько-побутових потреб; виробниче – для постачання води промисловим підприємствам; протипожежне – що подає воду для гасіння пожеж; об’єднане – призначене для одночасного задоволення різних потреб, наприклад, господарсько-протипожежна система.

3. За способом подачі води – самопливні водоводи і водоводи з механічною подачею води.

Елементи системи водопостачання: водозабірні споруди, насосні станції І і ІІ підйому на водозаборі, очисні споруди на водозаборі, резервуар, магістральні водоводи для підйому води, водозбірні площі (резервуар чистої води, насосні станції ІІ і ІІІ підйому, хлораторні), магістральні водоводи для подачі води споживачам, розводна (розподільча) мережа (міський колектор, внутрішньоквартальна мережа).

При поверхневому джерелі водопостачання вода із джерела відбирається водоприймальником і по самопливним водоводам надходить у береговий колодязь. Потім насосами першого підйому вона подається в споруди для очищення (освітлення, фільтрування та дезінфекції). Очищена вода надходить у резервуари чистої води і насосами другого підйому подається з них у мережу трубопроводів, причому частина води акумулюється в баку водонапірної башти. По магістральних трубопроводах (водоводах) вода надходить у райони міста і за розподільчою мережею – до споживачів.

На території міста розміщують водопровідні мережі різного призначення: господарсько-питні, протипожежні, поливальні, промислові. Як правило, господарсько-питні, протипожежні й поливальні мережі об’єднують в одну систему, хоча можливе також їхнє розділення, наприклад, застосування поливальної мережі мілкого закладання. Об’єднані або роздільні водопровідні системи обирають в результаті техніко-економічного аналізу залежно від потреби міста, наявності джерел води, якості води в них, кліматичних умов та інших чинників. Кількість ліній водоводів береться з урахуванням категорій надійності подачі води системою водопостачання і черговості будівництва.

Зовнішня водопровідна мережа міста є основною частиною водопроводу, вартість якої становить 50 – 70% вартості всього водопроводу. Водопровідні мережі складаються з магістральних і розподільних ліній. Магістральні лінії слугують для транспортування транзитних мас води, а розподільчі – для подачі води з магістралей до житлових будинків та інших об’єктів.

За накресленням у плані водопровідні мережі бувають тупикові, кільцеві та комбіновані. Тупикова мережа коротша за кільцеву, але вона не гарантує безперебійної подачі води споживачам, оскільки під час аварії на одній ділянці всі наступні ділянки з відгалуженнями не будуть постачатися водою. Кільцева і комбінована мережі більш надійні в експлуатації, бо в разі аварії на одній з ліній під час її відключення споживачі постачатимуться водою з іншої лінії.

Водопровідні мережі, як правило, проектують кільцевими. Тупикові лінії водопроводів допускається використовувати в разі подачі води на господарсько-питні потреби при діаметрі труб не більше 100 мм та у процесі подачі води на протипожежні потреби при довжині ліній не більше 200 м, коли прийняті особливі заходи проти замерзання цих ліній.

Для зовнішніх водопровідних мереж у даний час застосовують труби: чавунні, сталеві та неметалеві (залізобетонні, азбестоцементні та поліетиленові – з вініпласту та інших пластичних матеріалів). Глибина закладання водопровідних труб, рахуючи до низу, повинна бути на 0,5 м більша розрахункової глибини проникнення в ґрунт нульової температури, при чому необхідно враховувати зовнішні навантаження від транспорту і умови пересікання з іншими підземними комунікаціями. На водопровідних мережах встановлюються колодязі зі збірного залізобетону.

Джерела водопостачання зазнають забруднень, як поверхневих, так і ґрунтових. Тому охорона джерел водопостачання і басейну їх живлення від забруднень потребує організації санітарної охорони.

Процес очищення води для господарсько-питних потреб провадиться на очисних станціях і складається з двох етапів: освітлення води шляхом осадження завислих речовин і фільтрування, яке виконують освітлювачі або відстійники і фільтри. Знезараження води або її дезінфекція полягає в повному вивільненні води від хвороботворних бактерій (хлорування та інші методи).

Вибір схеми і системи водопостачання провадиться на основі співставлення можливих варіантів її спорудження з урахуванням особливостей об’єкта або групи об’єктів, що потребують витрат води на різних етапах їхнього розвитку, джерел водопостачання, вимог до напорів, якості води, забезпеченості її подачі.

Під час проектування системи водопостачання необхідно враховувати геологічні, гідрологічні й санітарні умови. При цьому необхідно передбачати зони санітарної охорони джерел водопостачання, водопровідних споруд і водозаборів. При проектуванні водозабірного вузла всі споруди мають бути розташовані в чіткій технологічній послідовності (джерело – насосна станція – очисні споруди – збірний резервуар). Всі елементи споруди повинні бути розташовані на одній ділянці території, за містом, вище за течією річки. Мережі водопроводу прокладаються під вулицями на розділювальних смугах, під тротуарами, в загальних коридорах із нафтопроводами, газопроводами та іншими комунікаціями. Всі споруди водопровідного майданчика (резервуари чистої води, насосні станції, хлораторні) повинні бути розташовані на одній ділянці території в чіткій технологічній послідовності з санітарною зоною 50 м.

Каналізація – це комплекс інженерних споруд, устаткування і санітарних заходів, що забезпечують збір і відведення за межі населеного пункту господарсько-побутових, виробничих, поверхневих забруднених стічних вод, а також їхнє транспортування, очистку та знезараження перед утилізацією або скиданням у водоймище.

Для відведення вод у містах використовується загальносплавний, роздільний, напівроздільний та комбінований способи.

Загальносплавний спосіб каналізації полягає в тому, що всі міські стічні води відводяться по одній системі труб. Цей вид каналізації застосовується недостатньо у зв’язку зі значною вартістю очисних споруд.

При роздільному способі влаштовуються дві мережі трубопроводів. По одній мережі труб відводяться господарсько-побутові й забруднені виробничі стічні води, а по іншій – зливові й умовно чисті виробничі стічні води. Цей спосіб знайшов найбільше поширення в наших містах, але він має істотний недолік, який полягає в тому, що поверхневі стоки скидаються у водойми, як правило, без попередньої очистки або з недостатньою очисткою.

Напівроздільний спосіб каналізації полягає в тому, що міські водостоки з’єднуються з мережами господарсько-побутових стічних вод за допомогою пристроїв, які дозволяють скидати в каналізацію перші забруднені порції дощових вод при дощах великої інтенсивності та всього стоку при дощах малої інтенсивності. Саме цей об’єм стоку надходить на очисні споруди.

Комбінований спосіб об’єднує загальносплавну і роздільну системи, причому загальносплавна система застосовується в центральних районах міста, а роздільна – на периферії з самостійною очисткою атмосферних вод.

Стічні води, що містять розчинні й нерозчинні домішки і забруднення, відводяться за межі міста і спускаються у водоймище. Перед спуском їх необхідно очистити до такого ступеня, щоб вони не чинили негативного впливу на водойм, і якість води у водоймі не знижувалася нижче встановлених санітарних норм. Метод і ступінь очищення стічних вод визначається залежно від місцевих умов з урахуванням можливого використання стічних вод для промислових і сільськогосподарських потреб. Очищені стічні води, які скидаються у водойми, повинні відповідати санітарно-гігієнічним вимогам.

Використовуються такі методи очистки стічних вод: механічний, біологічний, хімічний і фізико-хімічний. Механічний метод дозволяє довести ступінь очищення стічних вод до 60%, біологічний – до 90 – 92%, а під час доочищення стічних вод – до 96 – 98%. Після очищення стічної рідини тим чи іншим способом вміст бактерій в них різко зменшується. Проте число бактерій, що залишаються в стічній рідині, яка пройшла механічне або, навіть, ефективне біологічне очищення, може досягати значних розмірів. Повністю знищити хвороботворні бактерії можна лише шляхом її знезараження. З цією метою зазвичай проводять хлорування стічної рідини.

Залежно від рельєфу місцевості і планувального рішення в містах застосовують централізовану і децентралізовану схеми каналізації. В компактних містах з загальним падінням рельєфу переважно в один бік використовується централізована схема каналізації. За наявності декількох басейнів стоку і розчленованому планувальному рішенні міста використовується децентралізована схема каналізації. Приклади колекторів показані на рис. 1, 2, 3, 4.

Каналізаційні мережі є самопливними (безнапірними) системами. Лише в особливих випадках можливе використання напірних систем, у трубопроводах яких за допомогою насосних станцій створюють напір. Діаметри каналізаційних мереж всіх систем визначаються гідравлічним розрахунком, але мінімальні діаметри труб повинні прийматися: для вуличної мережі 200 мм, для внутрішньоквартальної – 150 мм; для дощової і загальносплавної вуличної мережі 250 мм і внутрішньоквартальної – 200 мм. Для каналізаційних трубопроводів використовуються: для самопливних – безнапірні залізобетонні, бетонні, керамічні й азбестоцементні труби; напірних – напірні залізобетонні, азбестоцементні, чавунні, сталеві й пластмасові труби. Найменшу глибину закладання лотка каналізаційного трубопроводу приймають для труб діаметром до 500 мм на 0,3 м, а для труб більшого діаметра – на 0,5 м менше найбільшої глибини проникнення в ґрунт нульової температури. Проте глибина відміток планування території до верху труби повинна бути не менше 0,7 м.

Для огляду і ремонту на всіх системах каналізаційних мереж передбачають оглядові колодязі або камери, які встановлюють у місцях примикання до колектора труби (рис. 5), що приєднується, в місцях зміни напрямку, уклонів і діаметрів трубопроводів і на прямих ділянках на відстанях, що залежать від діаметра труб.

Каналізація, як інженерно-технологічна система, складається з таких основних елементів: будинкових каналізаційних пристроїв, зовнішніх каналізаційних мереж, насосних станцій, очисних споруд і напірних та самопливних водоводів, споруд для очищення стічних вод та випусків у водоймища.

Насосні станції каналізації за санітарними нормами шуму мають розташовуватися в окремих будівлях; санітарна зона до 30 м. Каналізаційна мережа прокладається під землею по вулицях і дорогах, на розділювальних смугах і під тротуарами. Склад об’єктів очисних споруд каналізації слід обирати залежно від характеристики і якості стічних вод, ступеня їхньої очистки, методу обробки осаду і місцевих умов; санітарна зона цих споруд – від 150 до 500 м. Майданчик очисних споруд слід розташовувати з підвітряного боку для домінуючих вітрів теплого періоду року відносно житлової забудови, нижче населеного пункту за течією річки. Очисні споруди виробничої і дощової каналізації слід розташовувати на території промислових підприємств.

Вирішення водопостачання й каналізації в проектах планування і забудови повинно забезпечити:

– оцінку умов водопостачання й водовідведення як елементів комплексної оцінки умов розвитку міст;

– визначення продуктивності систем на розрахункові етапи для такого складу і кількості водокористувачів, який проектується;

– розробку принципових схем в ув’язці з планувальною структурою, функціональним зонуванням, вимогами охорони зовнішнього середовища і заходами щодо організації інженерної інфраструктури групових систем населених місць.

Оцінку умов водопостачання, відведення, очистки і випуску (використання) стічних вод треба виконувати на підставі басейнових схем використання водних ресурсів і територіальних схем охорони середовища. Продуктивність функціонуючих систем водопровідно-каналізаційного господарства повинна бути перевірена на відповідність нормативному водоспоживанню і водовідведенню існуючих водокористувачів.

Продуктивність міських систем водопостачання і каналізації повинна встановлюватися за розрахунковими витратами на добу найбільшого водоспоживання (водовідведення) усіх груп водокорис-тувачів і протипожежними витратами.

Для зрошування міських зелених насаджень, поливання і миття удосконалених покриттів треба, як правило, передбачати улаштування спеціальних поливальних водопроводів з використанням як джерела водопостачання місцевих водотоків, водоймищ, ґрунтових вод або доочищення міських стічних вод.

Водозабори із поверхневих джерел господарсько-питних водопроводів треба розміщувати вище випусків стічних вод населених пунктів, а також стоянок суден, лісових бірж, товарно-транспортних баз і складів, у районах, які забезпечують організацію зон санітарної охорони.

Місця випуску стічних вод повинні бути розміщені за течією річки нижче від межі населеного пункту і усіх місць його водокористування з урахуванням можливості зворотної течії при нагонних вітрах і при зміні режиму роботи ГЕС. У групових системах населених місць (ГСНМ) наведені вище вимоги стосуються ядра ГСНМ і місць відпочинку систем розселення.

 

Рис. 1. Колектор Борщагівка – Нивки в Києві

 

Рис. 2. Портал Прозоровського колектора дощової каналізації

(ручай Клов) в Києві

 

Рис. 3. Ручай Кадецький Гай

 

 

Рис. 4. Прокладка каналізації в Парижі

 

 

Рис. 5. Каналізаційний колодязь

Розміщення головних споруд водопроводу і каналізації повинно бути ув’язане з територіальним розвитком міст як у межах, так і за межами розрахункового строку проектування.

Відстань до межі першого поясу зони санітарної охорони господарсько-питних водопроводів треба приймати не менше:

– для поверхневих джерел-водоймищ – 100 – 200 м;

– для підземних джерел – 30 – 50 до 100 м.

Система газопостачання міст складається із джерела газопостачання, газової розподільчої мережі й внутрішнього газового устаткування у споживачів. Джерела газопостачання для міста – як правило, магістральні газопроводи, по яких газ подається з газових промислів або газових заводів, де із твердих видів палива створюють штучні гази. При великому віддаленні газових промислів від тих об’єктів, на які він постачається (понад 300 км), на газопроводах споруджують спеціальні колекторні станції, призначені для підвищення тиску газу і, таким чином, для підвищення пропускної здатності газопроводів.

Перед подачею газу в магістральний трубопровід газ очищують від шкідливих домішок і вологи на спеціальних установках. Зазвичай магістральні газопроводи або відпайки від них закінчуються газорозподільчими станціями (ГРС), що призначені для зниження тиску і підтримання його на завданому рівні перед подачею газу в газорозподільчу мережу. ГРС є межею між магістральним газопроводом і розподільчою мережею міста або району.

Споживання газу в містах поділяється на такі групи:

· побутове (для приготування їжі та гарячого водопостачання);

· комунально-побутове (споживання в будівлях сфери обслуговування і громадських будинках);

· на опалення та вентиляцію будівель;

· промислове.

Системи газифікації являють собою комплекс магістральних газопроводів, підземних газосховищ і кільцевих газопроводів, що забезпечують транспортування і розподіл газу.

Міські газопроводи класифікуються:

o за типом газу, що транспортується – газопроводи природного газу, попутного нафтового газу, зріджених вуглеводневих газів, змішаного газу. Для великих міст використовується, головним чином, природний газ, хоча в районах малоповерхової забудови може використовуватися й зріджений газ;

o за тиском газу – газопроводи низького, середнього, високого тиску;

o за місцеположенням відносно поверхні землі – підземні (підводні), надземні (надводні);

o за розташуванням у системі планування міста – зовнішні (вуличні, внутрішньомікрорайонні) і внутрішні (внутрішньо-будинкові);

o за призначенням у системі газопостачання – міські магістральні, розподільчі, вводи, ввідні газопроводи (ввід у будинок);

o за принципом побудови розподільчих газопроводів – закільцевані (кільцеві), тупикові, змішані;

o за матеріалом труб – металеві (сталеві), неметалеві (пластмасові, азбестоцементні, гумовотканинні та ін.).

Газорозподільча мережа являє собою систему сталевих трубопроводів і устаткування, що слугує для транспортування і розподілу газу у місті. В розподільчій мережі обов’язково будуть ГРП, в яких тиск газу знижується до рівня, необхідного споживачеві. Залежно від максимального робочого тиску міські розподільчі газопроводи поділяються на: високого тиску, середнього (обидва слугують для живлення газопроводів низького тиску через ГРП, подачі газу промисловим, крупним комунальним і сільськогосподар-ським підприємствам) і низького тиску (призначені переважно для постачання житлових будинків, громадських будівель і невеликих комунальних підприємств).

Газові мережі – це складна інженерна система трубопроводів для подачі газу споживачам. Ці мережі прокладаються в ґрунті на розділювальних смугах і під тротуарами. Для газопроводів встановлені такі величини тиску газу (кгс/см² ): низький – до 0,05; середній – від 0,05 до 3; високий – від 3 до 12. Житлові, громадські будівлі й комунально-побутові споживачі отримують газ низького тиску; промислові підприємства, теплоцентралі й котельні – газ середнього або низького тиску. Мінімально допустима глибина закладання газопроводів на вулицях з удосконаленими покриттями повинна становити не менше 0,8 м, а на ділянках без удосконалених дорожніх покриттів – не менше 0,9 м від верху дорожнього покриття до верху труби. Цю величину допускається зменшувати до 0,6 м у місцях, де не передбачається рух транспорту. По трасі газопроводів, що прокладені в місті, передбачається встановлення контрольно-вимірювальних пунктів на відстанях між ними не більше 200 м.

Для будівництва газопроводів використовують сталеві безшовні, зварні прямошовні й спірально-шовні труби, а також неметалеві труби (поліетиленові, вініпластові і азбестоцементні). Для сталевих газопроводів повинен передбачатися захист від корозії, що викликається навколишнім середовищем і блукаючими електричними струмами.

ГРС розташовуються за межами міста з віддаленням від міської забудови за нормами відповідно до нормативів технологічного проектування магістральних газопроводів, поблизу крупних споживачів газу. ГРП залежно від призначення слід розміщувати в окремих будівлях, в прибудовах до будівель та вбудованими, на відкритих огороджених майданчиках під навісом, на території промислових підприємств. Окремі будівлі ГРП слід розміщувати в газифікованих будинках, як правило, поблизу від вводу газопроводу, безпосередньо в приміщеннях котелень і цехів.

Системи централізованого теплопостачання незалежно від розмірів мають три основних елементи: джерело тепла (ГРЕС, ТЕЦ або котельна), теплову мережу і споживача. Для забезпечення правильної взаємодії цих елементів системи, як правило, мають додаткові ланки. Такими ланками між ТЕЦ або котельнею і тепловою мережею є насосно-підігрівальна або просто насосна установка, а між тепловою мережею і споживачем – теплові пункти.

Основна задача систем теплопостачання – це подача тепла споживачам. Більшість міст має закриті системи теплопостачання, в яких вода підігрівається в теплообмінниках сітьовою водою. Тепло в системах централізованого теплопостачання витрачається на опалення будівель, підігрів повітря в системах вентиляції будівель, у системах гарячого водопостачання та на технологічні потреби промислових підприємств.

Постачання тепла для систем опалення, вентиляції, кондиціонування повітря і гарячого водопостачання будівель являє собою сукупність трьох взаємопов’язаних процесів: підготовки теплоносія, його транспортування та використання теплового потенціалу теплоносія.

Системи теплопостачання класифікуються за такими основними ознаками: за радіусом дії, типом джерела тепла, видом теплоносія і кількістю теплопроводів.

За радіусом дії системи теплопостачання розрізняють за дальністю передачі тепла і числом споживачів. Вони можуть бути місцевими, центральними та централізованими.

До місцевих належать системи теплопостачання, в яких усі три ланки об’єднані й знаходяться в одному приміщенні, або в суміжних приміщеннях і використовуються лише в цивільних, невеликого об’єму, будівлях або в невеликих допоміжних будівлях на промислових майданчиках, віддалених від основних виробничих корпусів. Прикладом таких систем є печі, газове або електричне опалення. В цих випадках одержання тепла і його передача повітрю приміщень об’єднані в одному пристрої і розташовані в приміщеннях, що опалюються.

Центральною називається система постачання теплом однієї будівлі будь-якого об’єму від одного джерела тепла. Як правило, це системи опалення будинків, що одержують тепло від котла, встановленого в підвалі будівлі або розташованих окремо котелень.

Централізованими є системи, коли від одного джерела тепла, теплоелектроцентралі або районної котельні тепло подається багатьом будівлям.

За видом джерела тепла системи централізованого теплопостачання розділяються на системи районного теплопостачання і теплофікацію. При районному теплопостачанні джерелом тепла є районна котельна, при теплофікації – теплоелектроцентраль.

Для теплопостачання міст можуть бути використані такі джерела енергії, як сонячна енергія, геотермальна енергія (тепло підземних вод), іноді й електроенергія.

Теплоносієм називається середовище, що передає тепло від джерела до теплоспоживаючих приладів, систем опалення, вентиляції і гарячого водопостачання. У системах теплопостачання, що використовуються в нашій країні для міст і житлових районів як теплоносій застосовується вода. В промислових районах і на окремих промислових підприємствах для систем теплопостачання використовують воду і пару. Останнім часом і на промислових підприємствах застосовують єдиний теплоносій – воду, підігріту до різних температур, що дає можливість спростити схему теплопостачання, зменшити капітальні та експлуатаційні витрати.

Водяні системи теплопостачання за способом приєднання систем гарячого водопостачання поділяються на дві групи: закриті та відкриті. В закритих системах теплопостачання вода, що циркулює в тепловій мережі, використовується тільки як теплоносій, але з мереж не відбирається. У відкритих системах вода, що циркулює по теплових мережах, може частково або повністю відбиратися споживачами гарячого водопостачання.

Теплові мережі за трасуванням поділяються на кільцеві та променеві. Променеві мережі прості, економічні та зручні в експлуатації. Проте їхнім великим недоліком у порівнянні з кільцевими мережами є небезпека припинення подачі тепла в разі аварії на мережі. Кільцеві мережі більш надійно забезпечують споживачів теплом, але є дорожчими. Схема теплової мережі визначається розташуванням ТЕЦ або районної котельної серед споживачів тепла, характером теплового споживання і видом теплоносія, причому вона повинна забезпечити надійність і економічність експлуатації при мінімальній протяжності мережі.

Для теплових мереж зазвичай використовують сталеві труби з теплоізоляцією. Прокладають теплові мережі в непрохідних каналах. Найбільш поширений в даний час спосіб прокладання в траншеях (безканальне прокладання) або в загальних колекторах сумісно з іншими комунікаціями.

В перспективі суцільна електрифікація промисловості й житлово-комунального господарства міст дозволить перейти на єдиний енергоносій – електроенергію, що замінить три типи енергетичних мереж (електричних, теплових і газових) одним – електричними мережами.

Теплоелектроцентралі (ТЕЦ) треба розміщувати за межами сельбищної території, як правило, з мінімальною довжиною магістральних теплотрас до центрів теплових навантажень.

Районні опалювальні котельні треба розміщувати за межами житлових районів на спеціально виділених ділянках (у кварталах комунально-господарського призначення або комунально-складських територіях). На території котельні слід розташовувати трансформаторну підстанцію. Відстань до будівель і споруд визначають за санітарними нормами допустимого рівня шуму. Котельні зазвичай розміщуються в центрі теплових навантажень. Мілкі будинкові й квартальні котельні, як правило, роблять вбудованими в будівлі. Теплові мережі прокладаються в ґрунті під тротуарами й під розділювальними смугами. ТРП бажано розташовувати в зонах зелених насаджень усередині мікрорайону або кварталу, в окремих будівлях.

Електропостачання міст здійснюється від єдиної системи, яка з’єднує в єдине ціле переважну більшість електростанцій. Забезпечення електроенергією споживачів здійснюється через розвинену електричну мережу і підстанції енергосистем. Споживання електроенергії йде на господарсько-побутові, комунальні та на виробничі потреби, а також на міський електротранспорт (трамвай, тролейбус, метро).

Міські електричні мережі слугують для передачі електроенергії від електричних станцій до споживачів. Мережі класифікують: за родом струму – змінного і постійного; за величиною напруги – низьковольтні до 1000 В і високовольтні понад 1000 В; за конструктивним улаштуванням – зовнішні повітряні, підземні кабельні та внутрішні мережі. Постачання споживачів електроенергією здійснюється тепловими електростанціями (ТЕС), гідроелектростанціями (ГЕС).

Система електропостачання міста складається з мережі зовнішнього електропостачання, високовольтної (35 кВ і вище) мережі міста і мережних пристроїв середньої і низької напруги з відповідними трансформуючими установками. Принцип організації високовольтної мережі крупного міста – створення на периферії його високовольтного кільця підстанціями, що з’єднані з сусідніми енергосистемами. Від високовольтної мережі влаштовуються глибокі вводи для електропостачання житлових і промислових районів із розташуванням понижуючих підстанцій в центрах електричних навантажень.

Електричні мережі виконують у вигляді повітряних ліній електропередач (ЛЕП) і кабельних прокладок. У даний час здійснюється заміна повітряних високовольтних ліній в межах міста на кабельні, оскільки площа зайнятих повітряними лініями земель становить сотні гектарів.

На території міста розміщуються електричні мережі різного призначення: мережі електропостачання для комунально-побутових і виробничих потреб високої і низької напруги; мережі зовнішнього освітлення вулиць, площ, парків та ін., мережі електротранспорту; мережі слабкого струму.

Під час прокладання мереж електропостачання використовуються броньовані кабелі різних марок залежно від їхнього призначення, властивостей ґрунту тощо.

Кабелі прокладають також в азбестоцементних трубах і бетонних блоках з отворами.

Зміна перемінного струму однієї напруги на іншу здійснюється в статичних установках – трансформаторах.

Передача електроенергії на великі відстані виконується при якомога більших напругах – 220, 380, 600 кВ, оскільки при цьому втрати електроенергії в ЛЕП найменші.

Для живлення споживачів, розташованих на території міста, передбачається система електропостачання – сукупність трансформаторних підстанцій і електричних мереж різної напруги.

Системи міського електротранспорту одержують електроенергію від енергосистеми, що забезпечує високий коефіцієнт корисної дії. Недоліком їх є неавтономність рухомого складу, який прив’язаний до системи енергопостачання. Крім того, для трамвая необхідні рейкові колії, для тролейбусних ліній – якісне дорожнє покриття, для метро – наявність спеціальної підземної системи мереж і споруд. Більшість споживачів працює на змінному струмі. Проте міський електротранспорт є винятком, бо працює на постійному струмі. Тому в систему електропостачання міського електротранспорту включені спеціальні пристрої – випрямлювачі.

Повітряні лінії електропередач напругою 110 кВ і вище прокладаються, як правило, за межами сельбищної території. Охоронні зони вздовж повітряних ліній електропередач залежно від їхньої напруги – 10 – 30 м. Відстань від повітряних ліній до будівель і споруд приймають відповідно до правил проектування пристроїв електроустановок. Лінії електропередач напругою менше 110 кВ у разі необхідності можуть прокладатися у межах санітарної території міст як кабельні лінії. Електричні мережі напругою до 20 кВ на сельбищній території міст у районах забудови будівлями висотою
чотири поверхи і вище слід прокладати як кабельні лінії на смузі між червоною лінією і лінією забудови. Розміри земельних ділянок для закритих підстанцій і розподільних пристроїв треба приймати 0,6 га, для відкритих – 0,5 – 1,5 га за неодмінною умовою дотримання санітарних вимог, для пунктів переходу повітряних ліній у кабельні – не більш 0,1 га. При вирішенні питання щодо енергопостачання міських і сільських поселень треба максимально залучати нетрадиційні джерела електричної енергії: геліо-, геотермальні, вітрові установки тощо. Підстанції, що живлять лінії міського електротранспорту, розміщують в окремих будівлях, відповідно до комплексної схеми всіх видів транспорту міста, пов’язаної з проектом планування. Трамвайні колії, опори контактної мережі й вуличного освітлення прокладаються переважно по вулицях і дорогах, для чого в поперечних профілях вулиць необхідно передбачати місця для мереж і прокладання рейок і опор.

Згідно з ДБН 360-92*, інженерні мережі треба розміщувати переважно у межах поперечних профілів вулиць і доріг: під тротуарами і розділювальними смугами – інженерні мережі в колекторах, каналах або тунелях; у межах розділювальних смуг – теплові мережі, водопровід, газопровід, господарсько-побутову і дощову каналізацію. При ширині проїзної частини більше 22 м треба передбачати розміщення мереж водопроводу по обох боках вулиць.

При реконструкції проїзної частини вулиць і доріг з улаштуванням дорожніх капітальних покриттів, під якими розміщені підземні мережі, треба передбачати винос цих мереж на розділювальні смуги і під тротуари.

Умови прокладання комунікацій, відстані між мережами по горизонталі й вертикалі наведені в табл. 1, 2, 3 [2]. Приклади показані на рисунках 6, 7, 8, 9.

 

Рис. 6. Розміщення інженерних мереж на магістральній вулиці з трамвайним полотном: 1 – збірні трубопроводи дощової каналізації;
2 – виробничий водопровід; 3 – теплопровід; 4 – магістральна лінія дощової каналізації; 5 – розподільча мережа водопроводу;
6 – газопровід середнього тиску; 7 – газопровід високого тиску;
8 – магістральний водопровід; 9 – господарсько-побутова каналізація

 

Рис. 7. Суміщений спосіб прокладання підземних мереж в одній траншеї:
1 – газопровід низького тиску; 2 – газопровід високого тиску;
3 – водопровід

 

Рис. 8. Суміщений спосіб прокладання підземних мереж в одній траншеї: 1 – кабелі напругою 35 кВ; 2 – залізобетонні плити; 3 – кабелі 10 кВ; 4 – контрольні кабелі; 5 – м’який ґрунт або пісок

 

Рис. 9. Прокладка кабельної каналізації в каналах

Таблиця 1