Расчет и проектирование наружного и внутреннего противопожарного водопровода населенного пункта и промышленного предприятия

метки: Особенность, Противопожарный, Водоснабжение, Общественный, Здание, Проектирование, Расход, Принимать

Курсовой проект по дисциплине Противопожарное водоснабжение

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Схема объединенного хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода населенного пункта (поселка) и промышленного предприятия с забором воды из подземного водоисточника (артезианской скважины).

В начале магистральной сети установлена водонапорная башня (ВБ).

Число жителей в населенном пункте: 8тысяч человек;

Этажность застройки: 3

Степень благоустройства районов жилой застройки: внутренний водопровод, и канализация, ванные с местными водонагревателями. Тип общественного здания: Больница с сан. Узлами, приближенными к палатам объемом до 25 000 м³;

• Измеритель75 копеек;
• Материал труб магистральных участков водопроводной сети и водоводов: стальные с внутренним пластмассовым покрытием;
• Длина водоводов от НС-2 до водонапорной башни: 600 м;
• Категория помещений и зданий по пожарной опасности: В С.О. здания производственного корпуса: III

Объем зданий: 30 тыс. м3 первое произ. здание, 200 тыс. м3 второе произ. здание;

• Ширина здания — 24 м.

Площадь территории предприятия — до 150 Га.

Число рабочих смен — 2.

Количество рабочих в смену — 300 человек.

Расход воды на производственные нужды — 200 м³ / смену.

Количество рабочих в смену принимающих душ — 50%.

История водоснабжения насчитывает несколько тысячелетий. Еще в древнем Египте для получения подземных вод строили весьма глубокие колодцы, оборудованные простейшими механизмами для подъема воды.

В конце XI — начале XII веков в Новгороде действовал водопровод из деревянных труб. В 1804 году было закончено строительство первого Московского (Мытищинского) водопровода, а в 1861 году был построен Петербургский водопровод.

До революции централизованное водоснабжение в России было только в 215 городах. За годы советской власти оно получило огромное развитие и превратилось в крупную отрасль народного хозяйства.

Одновременно с развитием водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий происходит улучшение их противопожарного водоснабжения. Жилые, административные, общественные и производственные здания оборудуются объединенным хозяйственно-пожарным водопроводом.

В зданиях повышенной этажности, театрах, производственных зданиях большой высоты и площади устраиваются специальные противопожарные водопроводы.

Технология и техника водоснабжения

... водоснабжения или водопровода. Существенное влияние на выбор схемы системы водоснабжения оказывает вид источника воды. поверхностным В системе водоснабжения, ... процессов; необходимость применения металлических конструкций, рассчитанных на значительное внутреннее ... здании нескольких элементов, например, скважины и насосной станции второго подъема. В схеме системы водоснабжения с подземным источником воды ...

Системой водоснабжения называют комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из природных источников, подъема воды на высоту, очистки ее (в случае необходимости), хранения и подачи ее к местам потребления.

В данной работе рассматривается система водоснабжения поселка и предприятия, определяются основные водопотребители, рассчитываются: расход воды на хозяйственно — питьевые, производственные нужды, расход воды на пожаротушение в случае возникновения пожара; гидравлический расчет водопроводной сети производится с увязкой сети при максимальном водопотреблении в нормальных условиях и при пожаре. Определяется режим работы насосной станции второго подъема, при работе НС-I в постоянном режиме. Производится расчет водоводов водонапорной башни, резервуаров чистой воды, подбираются насосы для насосной станции второго подъема в соответствии со схемой задания.

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОЙ СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

При проектировании водоснабжения поселка и предприятия принята схема объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления с забором воды из подземного водоисточника (артезианской скважины).

Предполагается, что качество воды таково, что необходимости в постройке очистных сооружений нет. Системы с подземными водоисточниками более надежны в эксплуатации, дешевле по капитальным и эксплуатационным затратам, легко автоматизируются; при коротких водоводах общий расход труб в системе ниже.

Насосная станция I подъема (НС-I) забирает воду из водоисточника и подает ее в резервуары. НС-I может быть совмещена с водоприемными сооружениями или располагаться в отдельном здании. Часто НС-I выполняют заглубленными в грунт, чтобы не превысить допустимую высоту всасывания насосов. На НС-I целесообразно устанавливать не менее двух рабочих насосов ввиду изменения летнего и зимнего режимов работы, а также на случай возникновения непредвиденного увеличения подачи станции. Число резервных насосов определяется степенью надежности насосной станции.

Насосная станция II подъема (НС-II) предназначена для подачи воды в водопроводную сеть на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, а в случае возникновения пожара — и для целей пожаротушения. По степени надежности НС-II относится к I категории (перерыв в работе не допускается), т. к. НС-II подает воду непосредственно в сеть объединенного противопожарного водопровода.

В объединенных водопроводах низкого давления устанавливают группу насосов, обеспечивающих все нужды, в том числе и пожарные. Однако если они не обеспечивают необходимой расчетной подачи, то на станции дополнительно устанавливают пожарные насосы.

Количество всасывающих линий на насосных станциях I категории должно быть не менее двух. При отключении одной из линий оставшиеся должны пропускать полный расчетный расход. Насосы, как правило, устанавливают под залив.

Если в насосной станции установлена группа пожарных насосов, то необходимо постоянно следить за быстротой их включения и надежностью работы. Для чего необходимо, чтобы насосы постоянно находились ниже уровня воды в резервуарах: это значительно упрощает автоматизацию пуска насосных агрегатов. Управляют пожарными насосами дистанционно, при этом одновременно с подачей команды на включение пожарного насоса должна автоматически сниматься блокировка, запрещающая расход пожарного запаса воды в резервуарах. Число резервных насосов, обусловлено категорией надежности насосной станции.

Насосы та насосные станции систем водоснабжения и водоотведения

... (ориентировочно, максимальное суточное водопотребление свыше 40 000 м3); подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного хозяйственно-противопожарного водопроводов. Ко 2 категории относятся насосные станции, обслуживающие водопровод населенных пунктов ...

Так как населенный пункт населенностью 28 тыс. чел., вероятнее всего имеет место значительная неравномерность потребления воды по часам суток и подачи ее насосами НС-II, следовательно необходимо устройство водонапорной башни или других напорно-регулирующих сооружений. На схеме рис. 1 водонапорная башня установлена в начале водопроводной сети на естественной возвышенности (отметка +100).

Когда насосы подают воды больше, чем расходуется, излишек воды поступает в водонапорную башню; когда же расход больше, чем подача насосов, вода напротив, идет из башни. Кроме того водонапорная башня предназначена для хранения неприкосновенного запаса воды на период пожаротушения.

Вода из водоисточника подается равномерно насосами НС-I, в то же время режим работы НС-II строится с учетом водопотребления, которое не является постоянным. Для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъема и сохранения воды на противопожарные нужды на время тушения пожара служат резервуары чистой воды (РЧВ).

Регулирующие емкости позволяют обеспечить равномерную работу насосных станций, т.к. отпадает необходимость в подаче максимальных расходов воды в часы наибольшего водопотребления, а также уменьшить диаметр труб, что снижает капитальные затраты.

Водоводы прокладывают между насосными станциями и водопроводной сетью и предназначаются для подачи в нее воды. Трассу прокладки водоводов следует выбирать в зависимости от рельефа местности, вблизи существующих дорог, учитывая при этом технико-экономические показатели.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОТРЕБИТЕЛЕЙ И РАСЧЕТ

Объединенный хозяйственно-питьевой, производственный и противопожарный водопровод должен обеспечить расход воды на хозяйственно-питьевые нужды поселка, хозяйственно-питьевые нужды предприятия, хозяйственно-бытовые нужды общественного здания, производственные нужды предприятия, тушение возможных пожаров в поселке и на промышленном предприятии.

РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОГО РАСХОДА ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ НУЖДЫ

Определение водопотребления начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем.

Определение водопотребления предприятия В соответствии с п. 2.1. табл. 1. норму водопотребления на одного человека принимаем 200 л/сут.

Расчетный (средний за год) суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется по формуле:

Q сут.max. = (qж * Nж) / 1000 [м3/сут] (п. 2.2 (1) [1])

где qж — удельное водопотребление, принимаемое на одного жителя по п. 2.1. табл. 1. [1]

Nж — расчетное число жителей.

Q сут.max. =195*13 000/ 1000 = 2535м3/сут Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами и неучтенные расходы согласно п. 4. Примечания 1. П. 2.1.

Q сут.max. = 1,15*Qсут.m

Q сут.max. = 1,15* 2535 2915,25 м3/сут Расчетный расход воды в сутки наибольшего водопотребления.

Q сут.max. = К сут.max. * Q сут.max. [м3/сут] (п. 2.2 (2) [1])

где Ксут max — коэффициент суточной неравномерности, определяется по п. 2.2

К сут.max. = 1,1

Q сут.max. = 1,1 * 2915,25 = 3498,30 м3/сут Расчетный часовой максимальный расход воды:

q ч.max. = (K ч.max. * Q ч.max.)/24 [м3/ч] (п. 2.2 (3) [1])

Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления:

K ч.max. = max. * max. (п. 2.2 (4))

Принимаем по п. 2.2 и табл. 2 max. = 1,2 — зависит от степени благоустройства;

• max. =1,2 — зависит от числа жителей в населенном пункте.

K ч.max. = 1,2 * 1,2 = 1,44 K ч.max. =1,44

q ч.max.= (1,70 * 3498,30)/24 = 247,80м3/ч

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в общественных зданиях зависит от назначения здания и определяется по формуле:

Qпрач = (q сух.б. * Nсух.б.) /1000 [м3/сут]

где q сух.б. — норма расхода воды потребителями в сутки

Qпрач. = (2000* 16) /1000 = 32 л.

Общий расход воды по поселку

Qпоссут = Qсут.max. + Q об.зд. [м3/сут]

Qпоссут = 3498,30 + 32 = 3530,30 м3/сут Определение водопотребления предприятия Расчетные величины хозяйственно-питьевого водопотребления в производственных и вспомогательных зданиях промышленного предприятия. Водопотребление в смену:

Qпрсм.х-п = (q’н х-п * Nсм) / 1000 [м3/см]

где q’н х-п — норма водопотребления на одного человека в смену, принимается согласно п. 2.4 [1], приложения 3 при тепловыделении менее 25 кДж на 1м3/ч

Qпрсм.х-п = (75 * 700) / 1000 = 52,5 м3/см Суточное водопотребление

Qпрсут.х-п = Qпрсм. х-п * nсм [м3/сут.]

где nсм — количество смен

Qпрсут.х-п = 52,5 * 3 = 157,5 м3/сут.

Расход воды на душевые в смену

Qдушсм = 0,5 Nc

Где = 1 ч. — продолжительность действия душа после смены (приложение 3); 0,5 м3/ч — норма расхода воды через одну душевую сетку (приложение 3); Nc — количество душевых сеток, шт.

Nc = N’cм / 5 ,

где N’cм — количество работающих, принимающих душ после смены. Под одной душевой сеткой в течении часа, исходя из санитарных норм, моется 5 человек;

• Nc = 700/5 =140 шт.

Qдушсм = 0,5 * 1 * 140 = 70 м3/см

Суточное водопотребление на душ:

Qдушсут. = Qдушсм * nсм

Qдушсут. = 70 * 3 =90 м3/сут Расход воды на производственные нужды предприятия Qпрсм = 800 м3/см (по заданию) равномерно распределяется по часам смены (семичасовая смена с перерывом на обед один час, в течение которого производство не останавливается).

Принимается работа семичасовых смен: 1-я смена с 8 до 16 ч.; 2-я смена с 16 до 24 ч.;.

Часовой расход воды:

qпрч = Qпрсм / tсм = 800 / 8 = 100 м3/ч Суточное водопотребление на производственные нужды:

Qпсут. = Qпрсм * nсм Qпрсут. = 800 * 3 = 2400 м3/сут Суммарный расход воды по предприятию за сутки:

Qпрсут. = Qпрсм. х-п + Qдушсут. + Qпрсут. [м3/сут.]

Qпрсут. = 157,5+ 210 + 2400 =2767,5 м3/сут Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию:

Qобщсут. = Qпоссут. + Qпрсут. [м3/сут.]

Qобщсут. = 10 716 + 2767 = 13 483,5 м3/сут Для определения режима работы насосных станций, емкости баков водонапорных башен и резервуаров чистой воды составляется таблица почасового суточного водопотребления и строится график водопотребления по часам суток.

Пояснение к таблице 3.1. В графе 2 — расход воды поселком по часам суток в процентах от суточного водопотребления согласно таблице 3.1. при Kч. max = 1,45

В графе 4 — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания по часам суток в процентах от суточного расхода. Распределение расходов по часам суток принято по приложению 1 при Kч. max = 1

В графе 6 — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в процентах от сменного расхода. Распределение расходов по часам смены принято по приложению 1 при Kч. max = 3.

Таблица 1.3 Водопотребление по часам суток в поселке и на промышленном предприятии

Часы суток	Поселок	Предприятие	Всего за сутки
	На хозяйственно-питьевое водопотребление	Общественное здание	На хозяйственно-питьевое водопотребление	душQч, м3/ч	Пр Qч, м3/ч	Общ Qч, м3/ч	% от сут. водопотребления
	% от Qсут. макспри Kч = 1,4	Qч пос м3/ч	% от Qоб. здпри Kч = 1	Qч, м3/ч	% от Qсм х-n Kч = 3	Qч, м3/ч
0−1		212,520			12,5	6,563			389,08	2,89
1−2	2,1	223,146			6,25	3,281			326,43	2,42
2−3	1,85	196,581			6,25	3,281			299,86	2,22
3−4	1,9	201,894			6,25	3,281			305,18	2,26
4−5	2,85	302,841			18,75	9,844			412,68	3,06
5−6	3,7	393,162			37,6	19,740			512,90	3,80
6−7	4,5	478,170			6,25	3,281			581,45	4,31
7−8	5,3	563,178			6,25	3,281			666,46	4,94
8−9	5,8	616,308	6,25	5,625	12,5	6,563			798,50	5,92
9−10	6,05	642,873	6,55	5,895	6,55	3,439			752,21	5,58
10−11	5,8	616,308	6,25	5,625	6,25	3,281			725,21	5,38
11−12	5,7	605,682	6,25	5,625	6,25	3,281			714,59	5,30
12−13	4,8	510,048	6,25	5,625	18,75	9,844			625,52	4,64
13−14	4,7	499,422	6,25	5,625	37,6	19,740			624,79	4,63
14−15	5,05	536,613	6,25	5,625	6,25	3,281			645,52	4,79
15−16	5,3	563,178	6,25	5,625	6,25	3,281			672,08	4,98
16−17	5,45	579,117	6,25	5,625	6,25	3,281			758,02	5,62
17−18	5,05	536,613	6,25	5,625	12,5	6,563			648,80	4,81
18−19	4,85	515,361	6,25	5,625	6,25	3,281			624,27	4,63
19−20	4,5	478,170	6,25	5,625	6,25	3,281			587,08	4,35
20−21	4,2	446,292	6,25	5,625	18,75	9,844			561,76	4,17
21−22	3,6	382,536	6,25	5,625	37,6	19,740			507,90	3,77
22−23	2,85	302,841	6,25	5,625	6,25	3,281			411,75	3,05
23−24	2,1	223,146	6,25	5,625	6,25	3,281			332,05	2,46
Итого			100,3	90,27	300,6	157,815			13 484,1	100,43 386

Из таблицы 1.3 видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с 9 до 10 часов, в это время на все нужды расходуется 483,319 м3/ч. или

Qпос.пр. = 798,46 * 1000 / 3600 = 221,79 л/с По предприятию расчетный расход:

Q пр. = (6,5+ 70) * 1000 / 3600 = 49,04л/с Расчетный расход общественного здания:

Q об.зд. = (5,625 * 1000) / 3600 = 1,56 л/с

Собственно поселок расходует:

Qпос рас. = Qпос.пр. — Qпр. — Qоб.зд.

Qпос рас. =221,79−49,04- 1,56=171,19, л/с По данным графы 11 табл. 1.3 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам (рис 1).

О

Населенный пункт: так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то при количестве жителей 28 000 человек принимаем два одновременных пожара при трех этажной застройки с расходом воды 25 л/с на один пожар

Qпоспож.нар. = 2*25=50 л/c

Расчет воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии прачечной, здание трех этажное с объемом 10 000 м³ принимаем равным 5 л/с (2 струи производительностью 2,5 л/с каждая).

Qобщ.зд.пож.вн. = 1*2,5=2,5 л/c

Промышленное предприятие:

Согласно СНиП 2.04.02 -84, п. 2.22 на предприятии принимаем два одновременных пожара, так как площадь предприятия свыше 150 га.

Vзд.1 = 200 тыс. м3 Qпр.пож.нар1 = 40 л/с

Vзд.2 = 300 тыс. м3 Qпр.пож.нар2 = 50 л/с

Qпр.пож.нар = 40+50 = 90 л/с

Расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета две струи производительностью 5 л/с и три струи по 5 л/с:

Qпр.пож.вн. = 2*5 + 3*5 = 10 + 15 = 25 л/с

Таким образом:

Qпос.пож = Qпос.пож.нар + Qпос.пож.вн. = 50 + 2,5 = 52,5 л/с

Qпр.пож = Qпр.пож.нар + Qпр.пож.вн. = 90 + 25 = 115 л/с

Qнар.пож = Qпр.пож.нар + 0,5Qпос.пож.нар. = 115 + 0,5*52,5 = 141,25 л/с

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Рис. 2. Расчетная схема водопроводной сети

Рассмотрим гидравлический расчет водопроводной сети.

Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 221,79 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 49,04л/с, а сосредоточенный расход общественного здания 1,56 л/с.

Определим равномерно распределенный расход.

Qпос рас= Q пос.пр. — (Q пр + Q об.зд.)

Qпос рас = 221,79- (49,04 + 1,56) = 171,19 л/с

Определим удельный расход:

Qуд = Qпосрас / l j

qуд = 171,9 / 10 000 = 0,17 179л/с*м У l j= l1−2 + l2−3+ l3−4+ l4−5+ l5−6+ l6−7+ l7−1+ l7−4 = 10 000 м Определим путевые отборы

Qпут j = lj * qуд Путевые расходы. Таблица 2.

№ Участка	Длина участка lj, м	Путевой отбор Qпут j, л/с
1−2		17,119
2−3		25,67
3−4		17,119
4−5		25,67
5−6		25,67
6−7		8,55
7−1		17,119
7−4		34,238
Всего		Q пут j = 171,19

Определим узловые расходы:

q 1 = 0,5 * (Qпут1−2 + Qпут7−1) = 0,5*(17,119+17,119) =17,119 л/с Узловые расходы. Таблица 3.

№ Узла	Узловые расходы, л/с
	17,119
	21,398
	21,398
	38,517
	25,678
	17,1185
	29,958
Всего	qузл = 171,19 л/с

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы.

К узловому расходу в точке 5 добавляем сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 — сосредоточенный расход общественного здания.

Тогда q5 =25,678+49,04=74,718 л/с, q3 = 21,398+1,56 =22,958л/с.

Рис. 2. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами Выполним предварительное распределение расходов по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара).

Выберем диктующую точку, т. е. конечную точку подачи воды. В данном примере за диктующую точку примем точку 5. предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис 4.2.) потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлением: первое — 1−2-3−4-5, второе -1−7-4−5, третье — 1−7-6−5.

Для узла 1 должно выполняться соотношение q1 + q1−2 + q1−7 = Qпос.пр.

Величины q1 = 17,119л/с и Qпос.пр. = 221,1 л/с известны, а q1−2 и q1−7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например, q1−2 = 100 л/с. Тогда

q1−7 = Qпос.пр. — (q1 + q1−2) =221,1 — (17,119 + 100)= 103,9 л/с.

водоснабжение поселок предприятие пожарный питьевой

Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение

q1−7 = q7 + q7−4 + q7−6

Значения q1−7 = 103,9 л/с и q7 = 29,958 л/с известны, а q7−4 и q7−6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q7−4 = 30 л/с. Тогда:

q7−6 = q1−7 — (q7 + q7−4) =103,981 — (29,9 + 30) = 44,023 л/с Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q2−3 = q1−2 — q2

q3−4 = q2−3 — q3

q4−5 = q7−4 + q3−4 — q4

q6−5 = q7−6 — q6

В результате получится:

q2−3 =78,602 л/с

q3−4 =57,204 л/с

q4−5 = 48,1 л/с

q6−5 = 26,9 л/с Проверка q5 = q4−5 + q6−5 = 48,1+26,9 = 75,5 л/с.

Можно начинать предварительно распределять расходы не с узла 1, а с узла 5. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис. 3.

Рис 3. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при хозяйственно-производственном водопотреблении Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 4.

Рис. 4. Расчетная схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами при пожаре.

Определим диаметры труб участков сети. Для стальных труб по экономическому фактору Э =0,5

По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (при пожаре) по приложению II определяем диаметры труб участков водопроводной сети.

d1−2 =0,3 м d2−3 =0,250 м d3−4 =0,250 м

d4−5 =0,3 м d5−6 =0,3 м d6−7 =0,35 м

d4−7 =0,30 м d1−7 =0,450 м Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределенным расходам без учета расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30. максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м.

Увязка водопроводной сети при максимальном хозяйственно производственном водопотреблении.

Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1 м.

Увязка удобно выполнять в виде таблицы (табл.4.).

При увязке потери напора в асбестоцементных трубах следует определять по формуле:

h = 10−3[(1+3,51/v)0,19 * 0,706v2/dр1,19] l

Таблица 4

Номер кольца	Участок сети	Расход воды q, л/с	Расчетный внутренний диаметр dp, м	Длина l, м	Скорость V, м/с			Гидравлический уклон
I	1−2		0,30		1,415	1,424	0,239	5,97
	2−3	78,60	0,25		1,602	1,795	0,192	9,34
	3−4	57,00	0,25		1,162	0,986	0,192	5,13
	4−7		0,30		0,425	0,154	0,239	0,65
	7−1	103,90	0,45		0,654	0,341	0,387	0,88
II	4−5	49,00	0,30		0,694	0,380	0,239	1,59
	5−6	26,00	0,30		0,368	0,119	0,239	0,50
	7−6	44,00	0,35		0,458	0,177	0,287	0,62
	7−4		0,30		0,425	0,154	0,239	0,65
Рассчитаем	первое	исправление
	Потери напора h, м	h/q, (мс)/л	?q/, л/с	q/=q+?q/, л/с	V, м/с			h, м
1−2	5,97	0,060	— 30,21	69,79	0,9878	0,730	3,06	3,059
2−3	14,02	0,178	— 30,21	48,39	0,9862	0,728	3,79	5,684
3−4	5,13	0,090	— 30,21	26,79	0,5460	0,245	1,27	1,274
4−7	— 1,29	0,043	19,92	49,92	0,7066	0,393	1,65	— 3,296
7−1	— 0,88	0,008	30,21	134,11	0,8437	0,545	1,41	— 1,411
?h=22,94;; л/с; ?h=5,311
4−5	2,39	0,0143	— 1,038	26,824	0,279	0,0716	0,250	0,375
5−6	— 0,75	0,0689	1,038	8,014	0,255	0,0608	0,413	— 0,620
7−6	— 0,31	0,0515	1,038	19,526	0,621	0,3101	2,108	— 1,054
7−4	1,29	0,0738	— 1,038+2,226	21,042	0,428	0,1566	0,815	1,631
?h=2,63;; л/с; ?h=3,015
Рассчитаем	второе	исправление
	h/q, (мс)/л	?q/, л/с	q/=q+?q/, л/с	V, м/с			h, м
1−2	0,044	— 9,30	60,48	0,856	0,560	2,35	2,348
2−3	0,117	— 9,30	39,08	0,797	0,491	2,55	3,830
3−4	0,048	— 9,30	17,48	0,356	0,112	0,58	0,583
4−7	0,066	— 0,59	49,33	0,698	0,385	1,61	— 3,224
7−1	0,011	9,30	143,42	0,902	0,617	1,60	— 1,597
?h=5,311;; л/с; ?h=1,941
4−5	0,040	— 9,90	28,81	0,408	0,143	0,60	0,901
5−6	0,038	9,90	46,19	0,654	0,341	1,43	— 2,142
7−6	0,008	9,90	64,19	0,668	0,354	1,24	— 0,618
7−4	0,066	— 0,59	49,33	0,698	0,385	1,61	3,224
?h=3,015;; л/с; ?h=1,365
Рассчитаем	третье	исправление
	h/q, (мс)/л	?q/, л/с	q/=q+?q/, л/с	V, м/с			h, м
1−2	2,348	0,039	— 3,93	56,55	0,800	0,495	2,07
2−3	3,830	0,098	— 3,93	35,15	0,716	0,403	2,10
3−4	0,583	0,033	— 3,93	13,55	0,276	0,070	0,37
4−7	— 3,224	0,065	— 0,54	48,79	0,691	0,377	1,58
7−1	— 1,597	0,011	3,93	147,35	0,927	0,649	1,68
?h=1,941;; л/с; ?h=0,752
4−5	0,901	0,031	— 4,47	24,34	0,345	0,105	0,44
5−6	— 2,142	0,046	4,47	50,66	0,717	0,404	1,69
7−6	— 0,618	0,010	4,47	68,66	0,714	0,401	1,40
7−4	3,224	0,065	— 0,54	48,79	0,691	0,377	1,58
?h=1,365;; л/с; ?h=0,583

Следует иметь в виду, что для участка 4−7, который является общим для обоих колец, вводятся две поправки — из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок на рис. 4.5., могут пойти по трем направлениям: первое — 1−2-3−4-5; второе 1−7-4−5; третье 1−7-6−5 [8, https:// ].

Средние потери напора в сети определяются по формуле:

hc = (h1 + h2 + h3) / 3

где: h1 =h1−2 + h2−3 + h3−4 + h4−5

h2 =h1−7 + h7−4 + h4−5

h3 =h1−7 + h7−6 + h6−5.

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении с учетом пожара:

h1 = 1,162 + 1,072 + 0,715+ 0,375=3,324 м

h2 =1,116 + 1,631+ 0,375=3,122 м

h3 =1,116 + 1,054 + 0,620=2,79 м.

hc =(3,324 + 3,122 + 2,79) / 3 =3,078 м.

Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении показана на рис. 5.

Рис. 5. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при макси максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении Увязка водопроводной сети при пожаре Увязка сети продолжается до тех пор, пока величина невязки в каждом кольце не будет менее 1 м. Увязка удобно выполнять в виде таблицы (табл.5.).

При увязке потери напора в стальных трубах следует определять по формуле:

h = 10−3[(1+3,51/v)0,19 * 0,706v2/dр1,19] l

Таблица 5

Номер кольца	Участок сети	Расход воды q, л/с	Расчетный внутренний диаметр dp, м	Длина l, м	Скорость V, м/с			Гидравлический уклон
I	1−2		0,30		1,274	1,171	0,239	4,90
	2−3	67,70	0,25		1,380	1,358	0,192	7,07
	3−4	45,40	0,25		0,925	0,647	0,192	3,37
	4−7		0,30		1,132	0,940	0,239	3,94
	7−1	210,00	0,45		1,321	1,253	0,387	3,24
II	4−5	85,00	0,30		1,203	1,053	0,239	4,41
	5−6	80,16	0,30		1,135	0,944	0,239	3,96
	7−6	98,00	0,35		1,019	0,774	0,287	2,70
	7−4		0,30		1,132	0,940	0,239	3,94
Рассчитаем	первое	исправление
	Потери напора h, м	h/q, (мс)/л	?q/, л/с	q/=q+?q/, л/с	V, м/с			h, м
1−2	4,90	0,054	— 9,72	80,28	1,1364	0,947	3,97	3,967
2−3	10,61	0,157	— 9,72	57,98	1,1819	1,018	5,30	7,951
3−4	3,37	0,074	— 9,72	35,68	0,7273	0,415	2,16	2,159
4−7	— 7,88	0,099	— 3,94	76,06	1,0765	0,856	3,59	— 7,176
7−1	— 3,24	0,015	9,72	219,72	1,3822	1,363	3,52	— 3,524
?h=7,76;; л/с; ?h=3,376
4−5	6,62	0,078	— 13,66	71,34	1,010	0,760	3,19	4,780
5−6	— 5,93	0,074	13,66	93,82	1,328	1,265	5,30	— 7,949
7−6	— 1,35	0,014	13,66	111,66	1,161	0,985	3,44	— 1,718
7−4	7,88	0,099	— 3,94	76,06	1,077	0,856	3,59	7,176
?h=7,21;; л/с; ?h=2,288
Рассчитаем	второе	исправление
	h/q, (мс)/л	?q/, л/с	q/=q+?q/, л/с	V, м/с			h, м
1−2	0,049	— 4,72	75,56	1,070	0,846	3,54	3,545
2−3	0,137	— 4,72	53,26	1,086	0,870	4,53	6,790
3−4	0,061	— 4,72	30,96	0,631	0,319	1,66	1,663
4−7	0,094	0,35	76,40	1,081	0,864	3,62	— 7,237
7−1	0,016	4,72	224,44	1,412	1,418	3,67	— 3,667
?h=3,376;; л/с; ?h=1,094
4−5	0,067	— 4,38	66,97	0,948	0,676	2,83	4,251
5−6	0,085	4,38	98,19	1,390	1,377	5,77	— 8,654
7−6	0,015	4,38	116,03	1,207	1,058	3,69	— 1,846
7−4	0,094	0,35	76,40	1,081	0,864	3,62	7,237
?h=2,288;; л/с; ?h=0,989
Рассчитаем	третье	исправление
	h/q, (мс)/л	?q/, л/с	q/=q+?q/, л/с	V, м/с			h, м
1−2	0,047	— 1,61	73,95	1,047	0,813	3,41	3,406
2−3	0,127	— 1,61	51,65	1,053	0,821	4,28	6,414
3−4	0,054	— 1,61	29,35	0,598	0,289	1,51	1,507
4−7	0,095	— 0,27	76,13	1,078	0,858	3,59	— 7,189
7−1	0,016	1,61	226,05	1,422	1,437	3,72	— 3,716
?h=1,094;; л/с; ?h=0,421
4−5	0,063	— 1,89	65,08	0,921	0,642	2,69	4,032
5−6	0,088	1,89	100,08	1,417	1,427	5,98	— 8,966
7−6	0,016	1,89	117,92	1,226	1,090	3,80	— 1,902
7−4	0,095	— 0,27	76,13	1,078	0,858	3,59	7,189
?h=0,989;; л/с; ?h=0,354

Следует иметь в виду, что для участка 4−7, который является общим для обоих колец, вводятся две поправки — из первого кольца и из второго. Знак поправочного расхода при переносе из одного кольца в другое следует сохранять.

Потоки воды от точки 1 к точке 5 (диктующей точке) как видно по направлениям стрелок на рис. 4.5., могут пойти по трем направлениям: первое — 1−2-3−4-5; второе 1−7-4−5; третье 1−7-6−5.

Средние потери напора в сети определяются по формуле:

hc = (h1 + h2 + h3) / 3

где: h1 =h1−2 + h2−3 + h3−4 + h4−5

h2 =h1−7 + h7−4 + h4−5

h3 =h1−7 + h7−6 + h6−5.

Потери напора в сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении с учетом пожара:

h1 = 4,71 + 5,708 + 6,196+ 7,486 = 24,1 м

h2 = 4,686 + 11,081+ 7,486 = 23,253 м

h3 = 4,686 + 6,335 + 11,825 = 22,846 м

hc =(24,1 + 23,253 + 22,846) / 3 =23,4 м Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 6.

Рис. 6. Расчетная схема водопроводной сети с окончательно распределенными расходами при пожаре

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НС-II

Выбор режима работы насосной станции второго подъема (НС-II) определяется графиком водопотребления (рис. 1.).

В те часы, когда подача НС-II больше водопотребления поселка, избыток воды поступает в бак водонапорной башни (ВБ), а в часы, когда подача НС-II меньше водопотребления поселка, недостаток воды поступает из бака ВБ.

Для обеспечения минимальной емкости бака график подачи воды насосами стремятся максимально приблизить к графику водопотребления. Однако частое включение насосов усложняет эксплуатацию насосной станции и отрицательно сказывается на электроаппаратуре управления насосными агрегатами.

Установка большой группы насосов с малой подачей приводит к увеличению площади НС-II, а КПД насосов с малой подачей ниже, чем КПД насосов с большей подачей. При любом режиме работы НС-II подача насосов должна обеспечить 100% потребления воды поселком.

Принимаем двухступенчатый график работы НС-II с подачей каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,5 * 24 = 60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 — 60 = 40% суточного расхода воды и его надо включать на 40/2,5 = 16 ч.

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу.

Таблица 5

		Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке	Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
0−1	2,89	2,5		0,38	— 0,38		0,08		0,08
1−2	2,42	2,5	0,08		— 0,3		0,149		0,229
2−3	2,22	2,5	0,28		— 0,02		0,511		0,740
3−4	2,26	2,5	0,24		— 0,22		0,471		1,211
4−5	3,06	2,5		0,56	— 0,34			0,312	0,899
5−6	3,8		1,2		0,86			0,902	— 0,003
6−7	4,31		0,69		1,55			1,340	— 1,343
7−8	4,94		0,06		1,61			1,823	— 3,166
8−9	5,9			0,9	0,71		0,562		— 2,604
9−10	5,57			0,57	0,14		0,509		— 2,095
10−11	5,37			0,37	— 0,23		0,912		— 1,183
11−12	5,29			0,29	— 0,52		0,912		— 0,271
12−13	4,64		0,36		— 0,16		1,497		1,226
13−14	4,63		0,37		0,21		1,632		2,858
14−15	4,78		0,22		0,43		1,515		4,373
15−16	4,98		0,02		0,45		1,515		5,888
16−17	5,64			0,64	— 0,19		0,924		6,812
17−18	4,78		0,22		0,03			0,485	6,327
18−19	4,62		0,38		0,41			1,565	4,762
19−20	4,35		0,65		1,06			1,404	3,358
20−21	4,16		0,84		1,9			1,342	2,016
21−22	43,76	2,5		1,26	0,64			1,207	0,809
22−23	3,05	2,5		0,55	0,09			0,760	0,049
23−24	2,46	2,5	0,04		0,13			0,044	0,005
Итого

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений положительной наибольшей и отрицательной наименьшей величины графы 6. В данном случае емкость бака ВБ равна 3,41+ /-1,7/=5,1% от суточного расхода воды.

Рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС-2. Для приведенного графика водопотребления определим регулирующую емкость бака для ступенчатого режима работы НС-2 с подачей, например, по 3% суточного расхода воды каждым насосам. Один насос за 24 часа подаст 3*24 =72% суточного расхода. На долю второго насоса придется 100−72=28% и он должен работать 28/3=9,33 часа. Второй насос предлагается включать с 8 до 17 часов 20 мин. Этот режим работы НС-2 показан на графике штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака (графы 7, 8, 9, 10 табл. 5.) будет равна 6,8+/-3,2/ = 10%, т. е. при этом режиме необходимо увеличение емкости бака водонапорной башни и окончательно, выбираем режим работы НС-2 по первому варианту.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДОВ

Цель расчета — определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. Водов

Методика определения диаметра труб такая же, как диаметров труб водопроводной сети, изложенная в разделе 2.

Задано, что водоводы проложены из чугунных труб с внутренним цементно-песчаным покрытием нанесенным методом центрифугирования и длина водоводов от НС-2 до водонапорной башни 600 м.

Учитывая, что принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р = 2,5 + 2,5 = 5% в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

Q’вод = (Qобщ сут * P) / 100

Q’ вод = (8801,1 * 5) / 100 = 440,075 м3/ч = 122,24 л/с

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход по одному водоводу равен:

Q вод = Q’ вод / 2 = 122,24/ 2 = 61,12 л/с

При значении Э = 0,5 из приложения 2 определяем диаметр водоводов.

dвод = 0,250 м

Скорость воды водоводы определяется из выражения V= Q/щ где щ = п dр 2 /4 — площадь живого сечения водовода.

При расходе Q вод = 61,12 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,25 м будет равна:

V = 0,6 112/(0,785*0,252) = 1,25 м/с

Потери напора определяется по формуле:

h = i lвод = (А1 / 2 g) (А0 + C/V)m / dm+1p V2 l вод

Для стальных труб (приложение 10 СНиП 2.04.02−84):

• m = 0,19;
• А1 / 2 g = 0,561 * 10−3;
• C = 3,51;
• А0 = 1.

Потери напора в водоводах составляет:

hвод = (0,561 * 10−3) (1 + 3,51/1,25)0,19 / 0,251,19 1,252 * 600 = 3,53 м Общий расход воды в условиях пожаротушения равен Qпос.пр.=275,5 л/с. Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения:

Qвод. Пож. = 275,5 / 2 = 137,75 л/с При этом скорость движения воды в трубопроводе:

• V = 0,1378*(0,785*0,252) = 2,8 м/c;

Потери напора в водоводах при пожаре составляет:

hвод = (0,561 * 10−3) (1 + 3,51/2,8)0,19 / 0,251,19 2,82*600 = 16 м

hвод. Пож = 16 м Потери напора в водоводах (hвод, hвод. Пож) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

РАСЧЕТ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Водонапорная башня предназначена для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Высота ВБ определяется по формуле:

Hвб = 1,1hс + Hсв + zдт — zвб

где 1,1 — коэффициент, учитывающий потери напора на местных сопротивлениях (п. 4 приложение 10 СНиП 2.04.02−84).

Hс — потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время;

• Zдт, zвб — геодезические отметки диктующей точки и в месте установки ВБ;
• Hсв — минимальный напор в диктующей точке сети при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание, согласно п.

2.26 СНиП 2.04.02. -84 должен быть равен

Hсв = 10 + 4(n -1)

где n — число этажей.

n = 4 hс = 3,078 м (см. п. 4.) Hсв = 10 + 4(3 — 1) = 12 м

Zдт — Zвб = 92 — 100 = -8 м Hвб = 1,1 * 3,078 + 12 — 8 = 7 м

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ БАКА ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Емкость бака ВБ равна: (п. 9.1. СНиП 2.04.02−84)

WБ = Wрег + Wнз

где Wрег — регулирующая емкость бака;

• Wнз — объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 СНиП 2.04.02−84 из выражения:

Wнз = Wнз. пож 10мин + Wнз. х-п10мин

где Wнз. пож10мин — запас воды необходимый на 10-минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

• Wнз.х-п10мин — запас воды на 10 минут, определенный по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках) ВБ должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п. 9.2 СНиП 2.04.02−84.

В данном случае определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующая емкость бака ВБ составила К = 5,1% от суточного расхода воды в поселке (см. таблицу 5.).

Wрег = (К*Qсут общ)/100

W рег = (3,687 * 8801,5) / 100 = 325 м³

Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то

Wпож = (Qпр пож * 10 * 60)/1000= м3

Таким образом:

Wнз = 36 + 81 = 117 м³

WБ = 325 + 117 = 442 м³

По приложению 3 принимаем типовую водонапорную башню (номер типового проекта

901−5-12 170) с высотой 15 м с баком емкостью WБ = 500 м³

Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

ДБ = 1,24 ДБ = 1,5 НБ

ДБ = = 9,84м НБ = 9,84 / 1,5 = 6,56 м

РАСЧЕТ РЕЗЕРВУАРОВ ЧИСТОЙ ВОДЫ

Резервуар чистой воды предназначен для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения:

Wрч = Wрег + Wнз

Регулирующая емкость резервуара чистой воды (РЧВ) может быть определена на основе анализа работы насосных станций I и II подъемов.

Режим работы НС-I обычно принимается равномерным, т.к. такой режим наиболее благоприятен для оборудования НС-I и сооружений для очистки воды. При этом НС-I, также как НС-II, должна подавать 100% суточного расхода воды в поселке, следовательно, часовая подача воды НС-I составит 100/24 = 4,167% от суточного расхода воды в поселке. Режим работы НС-II приведен в разделе 3.

Для определения Wрег воспользуемся графическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II (рис. 6.)

Подача НС в% от сут.расх.

Рис. 6. Совмещенный график работы НС-I и НС-II

Регулирующий объем в процентах от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б».

Wрег = (5 — 4,167) * 16 = 13,3%

Wрег = (4,167- 2,5) * 5 + (4,167 — 2,5) * 3 = 13,3%

Суточный расход воды 8801,5 м³, регулирующий объем резервуара будет равен:

Wрег =8801,5* 13,3 / 100 = 1170,6 м³

Неприкосновенный запас воды Wнз в соответствии с п. 9.4 СНиП 2.04.02−84 определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов (п.п. 2.12−2.17, 2.20, 2.22−2.24 СНиП 2.04.02−84 и п.п. 6.1−6.4 СНиП 2.04.01−85), а также специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и других не имеющих собственных резервуаров) согласно п.п. 2.18 и 2.19 СНиП 2.04.02 84 и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом требований п. 2.21.

Wнз = Wнз. пож + Wнз. х-п

При определении объема неприкосновенного запаса воды в резервуарах допускается учитывать пополнение их водой во время тушения пожара, если подача воды в резервуары осуществляется системами водоснабжения I и II категорий по степени обеспеченности подачи воды, т. е.

Wнз = (Wнз + Wнз. х-п) — Wнс-1

Wнз.пож = Qпож. рас * 3600/1000 = 141,25*3*3600/1000 = 1525,5 м³

где = 3 ч — расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02−84).

При определении Qпос. пр не учитываются расходы на поливку территории, прием душа, мытье полов и мойку технологического оборудования на промышленном предприятии, а также расход воды на поливку растений в теплицах, т. е. если расходы воды попали в час максимального водопотребления, то их следует вычесть из общего расхода воды (п. 2.21 СНиП 2.04.02−84).

Если при этом Q’пос.пр окажется ниже чем водопотребление в какой либо другой час, когда душ не работает, то максимальный расход воды для другого часа следует принимать в соответствии с графой 10 таблицы 1.

Q’ пос. пр = 483,319 м3/ч,

W нз. х-п = Q’ пос. пр * = 483,319* 3 =1449,95 м³

Во время тушения пожара НС-I работают и подают в час 4,167% суточного расхода, а за время будет подано:

W нс-1 = Qобщсут * 4,167*

W нс-1 = 8801,5 * 4,167*3 / 100 = 1100,3

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:

Wнз = (1525,5+1449,95) — 1100,3 = 1875,15 м³

Полный объем резервуаров чистой воды:

Wрчв = 1170,6 + 1875,15 = 3045,7 м³

Согласно п. 9.21 СНиП 2.04.02−84 общее количество резервуаров должно быть не менее двух, причем уровни НЗ должны быть на одинаковых отметках, при выключении одного резервуара в оставшемся должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечить возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара.

Принимаем два типовых резервуара объемом 1600 м³ каждый (приложение 4, проект № 901−4-66,83).

ПОДБОР НАСОСОВ ДЛЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЕМА, Из расчета следует, что НС-

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

Hхоз.нас. = 1,1hвод+ H вб + Нб + (z вб — z нс)

где h вод — потери напора в водоводах, м;

• H вб — высота водонапорной башни (см. раздел 7.2), м;
• Н б — высота бака ВБ, м; z вб и z нс — геодезические отметки места установки ВБ и НС-II (см.

схему водоснабжения, рис. 1), м;

1,1 — коэффициент, учитывающий потери напора на местных сопротивлениях (п. 4 приложение 10 СниП 2.04.02−84).

H хоз.нас. = 1,1 * 3,53 + 15 + 6,56 + (100 — 96) = 29,443 м Напор насосов при работе во время пожара определяется по формуле:

H пож.нас. = 1,1(h вод.пож. + h с.пож.) + H св + (z дт — z нс)

где h вод. пож и h с. пож — потери напора в водоводах и водопроводной сети соответственно, при пожаротушении, м;

• H св — свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления H св = 10 м;

z дт — геодезические отметки диктующей точки), м

H пож.нас. = 1,1(16,03 + 23,4) + 10 + (92 — 96) =49,373 м Выбор типа НС-II низкого или высокого давления, зависит от соотношения требуемых напоров при работе водопровода в обычное время и на пожаре.

В нашем случае | Hпож. нас — Hхоз. нас | > 10 м, то насосную станцию строим по принципу высокого давления, т. е. устанавливаем пожарные насосы, обеспечивающие Hпож. нас и следовательно, более высоконапорные, чем хозяйственные. При включении пожарных насосов в общий напорный коллектор обратные клапаны у хозяйственных насосов перекроются, подача воды хозяйственными насосами прекратится и их надо будет отключить. Поэтому в НС — I I высого давления пожарный насос должен обеспечить подачу не только расхода воды на пожаротушение, а подачу полного расчетного расхода воды в условиях пожаротушения, т. е. суммарный хозяйственно-питьевой, производственный и пожарный расход воды.

Выбор марок насосов выполнен по сводному графику полей Q — H (приложение VI и VII. Предложенные насосные агрегаты обеспечивают минимальную величину избыточных напоров, развиваемых насосами при всех режимах работы, за счет использования регулирующих емкостей, регулирования числа оборотов, изменением числа и типа насосов, обрезки и замены рабочих колес в соответствии с изменением условий их работы в течении расчетного срока (п. 7.2 СНиП 2.04.02−84).

Категория насосной станции по степени обеспеченности подачи воды принята в соответствии с п. 7.1, а количество резервных агрегатов по таблице 32 п. 7.3 СНиП 2.04.02−84.

При определении количества резервных агрегатов надо учитывать, что количество рабочих агрегатов включаются пожарные насосы. В насосных станциях высокого давления при установке специальных пожарных насосов следует предусматривать один резервный пожарный агрегат.

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приведены в таблице 6.

Q пож. рас. = 50 л/с. При использовании 2-х насосов расход составит 25 каждый.

Таблица 6

Тип насоса	Расчетные характеристики насоса	Марка насоса	Категория	Кол-во насосов
	Q, л/с	Н, м		НС-II	р, а б	р е з
Хозяйственный	61,1	24,44	Д-200−95	1 обоснование: НС-II подает воду непосредственно в сеть
Пожарный (добавочн.)	141,25	49,37	Д-200−95	объединенного противопожарного водопровода

Гидравлический расчет

Рассчитать объединенный хозяйственно-производственный противопожарный водопровод

Определяем нормативный расход и число пожарных струй по табл.2.СНиП 2.04.01−85*. На внутреннее пожаротушение в производственном здании высотой до 50 м требуется 2 струи по 5 л/с:

Q

Определим требуемый радиус компактной части струи при угле наклона струи

Так как расход пожарной струи больше 4

Определим расстояние между пожарными кранами из условия орошения каждой точки помещ

При таком расстоянии требуется

Составим аксонометрическую схем

Сосредоточиваем полученные величины расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в точках присоединения хозяйственных стояков к магистральной сети, т. е. в точках 1 и 4, q1=q4=7/2=3,5 л/с.

Определим диаметры труб. Для определения диаметров труб магистральной сети воспользуемся формулой

где

Диаметр труб для вводов

Принимаем трубы

Производим расчет кольцевой магистральной сети. Потери напора определяем по формуле: h = AlQ2, где — поправочный коэффициент, учитывающий не квадратичность зависимости потерь напора от средней скорости движения воды (табл. 1 и 2 приложения 2 СНиП 2.04.01−85*); A — удельное сопротивление труб (с/м3)2; l — длина участка водопровода, м; Q — расход воды, м3/с.

Значения и, А приведены в табл. 1,2 приложения 7.

Результаты вычислений сводим в таблицу 7.

Таблица 7

направлен.	участки	l, м	d, мм	А	q 10−3 м3/с	V м/с	h=Alq2	б	h= бАlq2
	0 — 1 1 — 2 2 — 3			172,9 172,9 172,9	9,4 5,9 0,7	1,2 0,75 0,09	0,336 0,313 0,002	1,0 1,0 1,41	0,336 0,313 0,002

h1 = 0,651 м

	0 — 4 4 — 3			172,9 172,9	4,5	1,02 0,58	0,686 0,042	1,03 1,4	0,706 0,058

h2 = 0,764 м

Как следует из таблицы 8.2, средние потери напора в сети равны:1

9. Подбираем водомер на пропуск расчетного расхода (с учетом пожарного)

10. Определим потери напора в пожарном стояке и на вводе:

hc

h

Тогда потери напора в сети на расчетном направлении 0 -ПК-16:

h

Определим требуемый напор на вводе:

H

где

Нтр.пож=1,2

Так как величина г

Нн = Нтр. пож — Нг =

Принимаем по каталогу или по прил. 8 насосы марки

Следовательно, водопровод должен быть устроен по схеме с пожарными насосами — повысител

1. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. — М.: 2003 г.;

Ю. А. Кошмаров

3. СниП 2.04.02−84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. -М.1985;

4. СниП 2.04.01−85.Внутренный водопровод и канализация зданий. — М, 1986;

ГОСТ 539–80

ГОСТ 12 586–74

ГОСТ 16 953–78

ГОСТ 18 599–83

ГОСТ 9583–75

Шевелев Ф. А.

11. ГОСТт 22 247−76 Е. Насосы центробежные консольные общего назначения для воды. ТУ.- М, 1982;

ГОСТ 17 398–72

П. В. Насосы