1.Обоснование принятой схемы водоснабжения

По заданию предлагается схема объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления поселка и предприятия с забором воды из подземного водоисточника (артезианской скважины).

Артезианская скважина расположена за чертой города, в санитарной зоне. Это решение должно обеспечить соответствующее качество воды, подаваемой в сеть без строительства очистных сооружений. При этом стоимость сети водоснабжения снижается. В скважине расположены погружные насосы первого подъема (НС-I), которые обеспечивают подачу воды в резервуар чистой воды.

Резервуар чистой воды устраивается для создания запаса воды (в том числе и неприкосновенного запаса на пожаротушение), а также обеспечения совместной работы НС-I (с равномерной подачей) и НС-II (с неравномерной подачей).

Далее предусмотрена насосная станция второго подъема (НС-II). Она предназначена для забора воды из резервуара чистой воды и обеспечения ее подачи (с необходимым напором и заданным расходом) в водонапорную башню.

В начале водопроводной сети на самой высокой отметке местности - на естественной возвышенности - предусмотрена водонапорная башня. Устройство водонапорной башни необходимо, т.к. наблюдается неравномерность потребления воды городом (и предприятием) по часам суток и подачи ее насосами подъема II. Не равномерность потребления воды по часам суток сильнее проявляется из-за небольших размеров города. Поэтому в те часы, когда воды расходуется меньше, чем ее подают насосы НС-II, излишек поступает в водонапорную башню. В те часы, когда воды расходуется больше, чем ее подают насосы НС-II, вода поступает из водонапорной башни.

2.Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия

Определение водопотребителей

Подача объединенного водопровода должна обеспечить: хозяйственно-питьевые нужды в жилых зданиях, водопотребление в общественных зданиях, расход воды на поливку улиц и зеленых насаждений, на работу фонтанов и т.п., хозяйственно-питьевое потребление на предприятиях, водопотребление на промышленные нужды предприятий, расход воды на цели пожаротушения в поселке и на промышленном предприятии. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. Определение водопотребления начинаем с города, поскольку он является основным потребителем. Расчетный (средний за год) суточный расход воды Q_СУТ.М м³/сут на хозяйственно-питьевые нужды определим по формуле:

Q_СУТ.М = (q_ЖN_Ж)/1000 = 150*28000/1000 = 4200 м³/сут.

где q_Ж = 150 л/сут - удельное водопотребление на одного жителя, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.4.02-84; N_Ж =28000 чел - расчетное число жителей. Суточный расход с учетом водопотребления на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы увеличиваются на 10-20% (п. 2.1, примечание 4 СНиП 2.04.02-84*):

Q¹_СУТ.М = (1,1-1,2)Q_СУТ.М = 1,15*4200 = 4830 м³/сут.

Расчетный расход, воды в сутки наибольшего водопотребления Q_{СУТ.МАХ} м³/сут определяется по формуле:

Q_{СУТ.МАХ} = К_{СУТ.МАХ} Q¹_СУТ.М = 1,3*4830 = 6279 м³/сут.

где К_{СУТ.МАХ} - коэффициент суточной неравномерности водопотребления определяется по п. 2.2 СНиП 2.04.02-84* К_{СУТ.МАХ} = 1,1 - 1,3. К_{СУТ.МАХ} учитывает уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели. Для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией без ванн К_{СУТ.МАХ} = 1,3.

Расчетный часовой расход воды q_Ч.МАХ определяется по формуле:

q_Ч.МАХ = К_Ч.МАХ Q_{СУТ.МАХ}/24 = 1,7*6279/24 = 445 м³/сут.

где К_Ч.МАХ - коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяется из выражения:

К_Ч.МАХ = _{МАХ МАХ} = 1,4*1,2 = 1,68.

где _МАХ - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местный условия, принимается по п. 2.2 и табл.2 СНиП 2.04.02-84*: для зданий, оборудованных внутренним водопроводом и канализацией без ванн, следует принимать _МАХ = 1,4.

_МАХ = 1,2 - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по п. 2.2 и табл.2 СНиП 2.04.02-84*.

К_Ч.МАХ = 1,7 - принимаем ближайший табличный по приложению I Указаний...

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в прачечной определяется по формуле

Q_ПРАЧ = q_ПРАЧN_ИЗ/1000 = 75*1200/1000 = 90 м³/сут.

где q_ПРАЧ = 75 л/кг - норма расхода воды потребителями в сутки для общественных зданий принимается по приложению 3 СНиП 2.04.01-85; N_ИЗ = 1200 кг сухого белья - количество измерителей.

Коэффициент часовой неравномерности водопотребления прачечной, определяется по приложению 1 Указаний… К_Ч = 1.

Общий расход воды по городу:

Q_сут^гор = Q_{СУТ.МАХ} + Q_ПРАЧ = 6279 + 90 = 6369 м³/сут.

Определяем водопотребление в смену Q_см.х-п^пр:

Q_см.х-п^пр = (q¹_Н.Х-П N_СМ)/1000 = 25*200/1000 = 5 м³/см.

где q¹_Н.Х-П = 25 л/чел - норма водопотребления на одного человека в смену, принимается согласно п. 2.4 СНиП 2.04.02-84* и приложения 3 СНиП 2.04.01-85; N_СМ = 200 чел - количество работающих в смену (по заданию);

Суточное водопотребление Q_сут.х-п^пр:

Q_сут.х-п^пр = Q_см.х-п^пр n_СМ = 5*2 = 10 м³/сут.

где n_СМ = 2 - количество смен (по заданию).

Количество воды на пользование душем в бытовых помещениях промышленных предприятий в смену Q_см^душ:

Q_см^душ = 0,5N_С = 0,5*1*36 = 18 м³/ч.

где = 1ч - продолжительность действия душа после смены (приложение 3 ); 0,5 м³/ч - норма расхода воды через одну душеную сетку (приложение 3 ) N_С - количество душевых сеток, шт.

N_С = N¹_СМ/5 = 180/5 = 36 шт.

где N¹_СМ = 90*200/100 = 180 чел - количество рабочих, принимающих душ после смены (по заданию). Под одной душевой сеткой в течение часа, исходя из санитарных норм, моется 5 человек.

Суточное водопотребление на душ Q_сут^душ:

Q_сут^душ = Q_см^душn_СМ = 18*2 = 36 м³/ч.

Расход воды на производственные нужды предприятия принимается по заданию Q_СМ^П = 350 м³/смена, который распределяется равномерно по часам смены (семичасовая смена с перерывом на обед один час, в течение которого производство не останавливается). Принимается работа семичасовых смен; с 8 до 16 ч - первая смена; с 16 до 24 ч - вторая смена.

Часовой расход воды:

q_ч^пр = Q_СМ^П/_СМ = Q_СМ^П/8 = 350/8 = 43,75 м³/ч.

Суточное водопотребление на производственные нужды:

Q_сут^п = Q_СМ^Пn_СМ = 350*2 = 700 м³/сут.

Суммарный расход воды по предприятии за сутки:

Q_сут^пр = Q_сут.х-п^пр + Q_сут^душ +Q_сут^п =700 + 36 + 10 = 746 м³/сут.

Общий расход по поселку и предприятию за сутки:

Q_сут^об = Q_сут^гор +Q_сут^пр = 6369 + 746 = 7115 м³/сут.

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (таблица 1).

По данным графы 11 таблицы 1 строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис.1).

Определение расчетных расходов воды на пожаротушение

Расчетные расходы воды для наружного пожаротушения в населенных пунктах и на промышленных предприятиях определяются по СНиП 2.04.02-84*, пп. 2.12-2.23, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85, пп. 6.1-6.6.

Расчетное количество одновременных пожаров для объединенных водопроводов, обслуживающих населенные пункты и промышленные предприятия, зависит от площади территории предприятия и количества жителей в населенном пункте (п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*).

Расчетные расходы воды для внутреннего пожаротушения и расчетное количество струй в населенных пунктах зависит от назначения здания, высоты (этажности), объема, а на промышленных предприятиях от степени огнестойкости зданий, категории производства по пожарной опасности, объема зданий.

Так как водопровод в городе проектируется объединенным, то согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.23 при количестве жителей 28000 человек принимаем два одновременных пожара (п. 2.12, табл. 5 СНиП 2.04.02-84*) при двухэтажной застройке с расходом воды 20 л/с на один пожар

Q^гор_{пож.нар} = 2*20 = 40 л/с.

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке при наличии прачечной, объемом 10000 м³, согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 1 принимаем одну струю производительностью 2,5 л/с:

Q^прач_пож.вн = 1*2,5 = 2,5 л/с.

Согласно СНиП 2.04.02-84*, п. 2.22 на предприятии принимаем два одновременных пожара, так как площадь предприятия более 150 га. Согласно п. 2.14, табл. 8, примечания 1 СНиП 2.04.02-84*, расчетный расход воды для здания объемом 200 тыс. м³ Q^пр_{пож.нар.1} = 40 л/с, а для здания объемом 300 тыс. м³ Q^пр_{пож.нар.2} = 50 л/с. Таким образом,

Q^пр_{пож.нар.} = 40 + 50 = 90 л/с.

Согласно СНиП 2.04.01-85, п. 6.1, табл. 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета трех струй производительностью 5 л/с каждая, тогда:

Q^пр_пож.вн = 3*5 = 15 л/с.

Q^гор_пож = Q^гор_{пож.нар.} + Q^прач_пож.вн = 40 + 2,5 = 42,5 л/с.

Q^пр_пож = Q^пр_{пож.нар.} + Q^пр_пож.вн = 90 + 15 = 105 л/с.

Q^гор_пож < Q^пр_пож поэтому, согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84*, расход воды на цели пожаротушения в городе и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода в городе:

Q_пож = 0,5Q^гор_пож + Q^пр_пож = 0,5*42,5 + 105 = 126,25 л/с.

3. Гидравлический расчет водопроводной сети поселка

Гидравлический расход водопроводной сети выполняем в два раза - при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время) и при пожаре. Цель гидравлического расчета - определить потери напора в сети. При максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (в обычное время). Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 490,8 м³/ч = 136,33 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен 45,63 м³/ч = 12,67 л/с, а сосредоточенный расход прачечной 5,625 м³/ч =1,56 л/с.

Рисунок 3. Расчетная схема водопроводной сети.

Определим равномерно распределенный расход:

Q_рас^пос = Q^общ - (Q_пр + Q_прач) = 136,33 - (12,67 + 1,56) = 122,1 л/с.

Определим удельный расход:

q_уд = Q_рас^пос/L = 122,1/6400 = 0,019 л/с.

L = Уlj = 800 + 1000 + 600 + 1000 + 1000 + 400 + 400 + 1200 = 6400 м.

Определим путевые отборы по формуле Q_{пут j} = l_jq_уд. Результаты сведем в таблицу 2.

Определим путевые расходы

q_узл = 0,5(Q_{пут 1-2} + Q_{пут 7-1}) и т.д. Результаты сведем в таблицу 3.

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляем сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 - сосредоточенный расход прачечной. Покажем величины узловых расходов на рис.4.

Рисунок 4. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами.

Выполним предварительное распределение расходов воды 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. Это точка 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (см. рис.4). Потоки воды могут подойти к точке 5 по 3-м направлениям:

1: 1-2-3-4-5;

2: 1-7-4-5;

3: 1-7-6-5.

Для узла 1 должно выполнятся соотношение q₁ + q_1-2 + q_1-7 = Q_ч^общ. Величины q₁ и Q^общ. Принимаем q_1-2 = 70 л/с. Тогда:

q_1-7 = Q^общ - q₁ - q_1-2 = 136,33 - 11,4 - 70 = 54,88 л/с.

Принимаем q_7-4 = 10 л/с.

Аналогично получаем:

узел 7: q_7-6 = q_1-7 - q₇ - q_7-4 = 54,88 - 19,08 - 10 = 25,8 л/с.

узел 6: q_6-5 = q_7-6 - q₆ = 25,8 - 13,35 = 12,45 л/с.

узел 2: q_2-3 = q_1-2 - q₂ = 70 - 17,17 = 52,83 л/с.

узел 3: q_3-4 = q_2-3 - q₃ = 52,83 - 16,82 = 36,01 л/с.

узел 4: q_4-5 = q_3-4 - q₄ + q_7-4 = 36,01 - 26,71 + 10 = 19,3 л/с.

Проверка: q₅ = q_4-5 + q_6-5 = 19,3 + 12,45 = 31,75 л/с.

При пожаре

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на другие нужды, за исключением расходов на промышленном предприятии на душ, поливку территории и т.п. (п. 2.21. СНиП 2.04.02-84*). Без учета расхода воды на душ час максимального водопотребления не изменяется. К тому же, в час максимального водопотребления душ не используется. Поэтому расход воды на пожаротушение добавляем к узловому расходу в точке 5:

q¹₅ = q₅ + Q_пож = 31,75 +126,25 = 158 л/с.

Т.к. Q^1общ = Q^общ + Q_пож = 136,33 + 126,25 = 262,58 л/с. > Q^общ = 136,74, то узловые расходы при пожаре будут отличаться от узловых расходов без пожара. Определим узловые расходы при пожаре так, как это делалось без пожара. При этом будем учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

Q_пр = 12,67 л/с; Q_прач = 1,56 л/с; Q_пож = 126,25 л/с.

Результаты запишем в таблицу 3.

Равномерно распределенный расход будет равен:

Q¹_рас^пос = Q^1общ - (Q_пр + Q_пож + Q_прач) = 262,58 - (12,67 + 126,25 + 1,56) =122,1 л/с = Q_рас^пос = 122,1 л/с.

Поэтому путевые отборы не изменятся.

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети (учитывая п. 3.1.6. и меняя только Q^общ на Q^1общ):

Принимаем q_1-2 = 104 л/с.

узел 1: q_1-7 = Q^1общ - q₁ - q_1-2 = 262,58 - 11,4 - 104 = 147,18 л/с.

Принимаем q_7-4 = 24 л/с.

узел 7: q_7-6 = q_1-7 - q₇ - q_7-4 = 147,18 - 19,08 - 24 = 104,1 л/с.

узел 6: q_6-5 = q_7-6 - q₆ = 104,1 - 13,4 = 90,7 л/с.

узел 2: q_2-3 = q_1-2 - q₂ = 120 - 17,17 = 86,83 л/с.

узел 3: q_3-4 = q_2-3 - q₃ = 86,83 - 16,82 = 70,01 л/с.

узел 4: q_4-5 = q_3-4 - q₄ + q_7-4 = 70,01 - 26,71 + 24 = 67,3 л/с.

Проверка: q₅ = q_4-5 + q_6-5 = 67,3 + 90,7 = 158 л/с.

Определим диаметры труб участков сети. Для пластмассовых труб Э = 0,5.

По экономическому фактору и предварительно распределенным расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению II Указаний … определяем диаметры труб участков водопроводной сети:

d_1-2 = 0,45 мd_2-3 = 0,45 м.

d_3-4 = 0,4 мd_4-5 = 0,4 м.

d_5-6 = 0,45 мd_6-7 = 0,45 м.

d_1-7 = 0,5 мd_7-4 = 0,2 м.

Соответствующие внутренние диаметры:

d_1-2 = 0,28 мd_2-3 = 0,28 м.

d_3-4 = 0,229 мd_4-5 = 0,229 м.

d_5-6 = 0,28 мd_6-7 = 0,28 м.

d_1-7 = 0,315 мd_7-4 = 0,147 м.

3.1.8. Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении.

Потери напора определяем по формуле:

h = l(0,01344(1/V)^0,226/d_р^0,226)V²/2gd_p.

Результаты увязки сведем в таблицу 4 и отобразим на рисунке 7.

Находим средние потери напора в сети:

h_с = (h_1-2-3-4-5 + h_1-7-4-5 + h_1-7-6-5)/3 = 3,37 м.

Произведем увязку водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водоснабжении с учетом расходов на пожаротушение.

Результаты увязки сведем в таблицу 5 и отобразим на рисунке 8.

Находим средние потери напора в сети:

h_с = (h_1-2-3-4-5 + h_1-7-4-5 + h_1-7-6-5)/3 = 18,62 м.

4. Определение режима работы НС-П

Выбор режима работы насосной станции второго подъема (НС-II) определяется графиком водопотребления (диаграмма 1). Примем двух ступенчатый режим работы насосов НС-II с подачей 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 надо его включать на 40/2,5 = 16 часов. В соответствии с графиком водопотребления (диаграмма 1) предлагается второй насос включать в 6 часов и выключать в 22 часа (см. диаграмму 2).

Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим таблицу 6. Найдя в графе 6 таблицы 6 максимальное и минимальное значения, рассчитаем регулирующую емкость бака:

К(W_рег) = 7,39 + 2,91 = 10,3% от суточного расхода воды. Или W_рег = 10,3*7115/100 = 732,96 м³.

Т.к. рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС-II, то рассмотрим еще случай с трехступенчатой подачей каждым насосом 2% суточного расхода воды. Тогда один насос за сутки подаст 2*24 = 48% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 30% суточного расхода воды и надо его включать на 30/2 = 15 часов. Третий насос должен подать 100 - 48 - 30 = 22% суточного расхода воды и надо его включать на 24/2 = 11 часов.

Найдя в графе 10 таблицы 6 максимальное и минимальное значения, рассчитаем регулирующую емкость бака:

К(W_рег) = 4,44 + 0,78 = 5,24% от суточного расхода воды. Или W_рег = 5,24*7115 = 372,49 м³.

Мы видим, что 2-ый вариант более экономичен, т.к. в 1-ом случае приходится использовать водонапорную башню емкостью более 800 м³.

5. Гидравлический расчет водоводов

Расчет при н.у.

Расход воды по водоводам в час максимального хозяйственно-питьевого потребления буде равен:

Q¹¹_ВОД = Q_ОБЩР/100 = 7115*5/100 = 355,75 м³/ч = 98,8 л/с.

Так как водоводы следует прокладывать не менее, чем в 2 нити, то расход по 1 водоводу равен:

Q_ВОД = Q¹¹_ВОД/2 = 98,8/2 = 49,4 л/с =0,049 м³/с.

При значении Э = 0,5 из приложения II Указаний … определяем диаметр водовода:

d_вод = 0,35 мd_р = 0,204 м.

Скорость воды в водоводе определяем по формуле:

V = 4Q/рd_p² = 4*0,0494/(3,14*0,204²) = 1,512 м/с.

Определяем потери напора:

h = l_ВОД(0,01344(1/V)^0,226/d_р^0,226)V²/2gd_p =

= 500*(0,01344(1/1,512)^0,226/0,204^0,226)*1,512²/(2*9,81*0,204) = 5,01 м.

Расчет при пожаре

Расход воды по водоводам в час максимального хозяйственно-питьевого потребления буде равен:

Q¹¹_{ВОД.ПОЖ} = 262,58 л/с.

Так как водоводы следует прокладывать не менее, чем в 2 нити, то расход по 1 водоводу равен:

Q_ВОД = Q¹¹_ВОД/2 = 262,58/2 = 131,3 л/с =0,1313 м³/с.

Скорость воды в водоводе определяем по формуле:

V = 4Q/рd_p² = 4*0,1313/(3,14*0,204²) = 4 м/с.

Определяем потери напора:

h = l_ВОД(0,01344(1/V)^0,226/d_р^0,226)V²/2gd_p =

= 500*(0,01344(1/4)^0,226/0,204^0,226)*4²/(2*9,81*0,204) = 28,36 м.

6. Расчет водонапорной башни

Определение высоты водонапорной башни.

Высоту водонапорной башни определим по формуле:

Н_ВБ = 1,1h_С + Н_СВ + z_ДТ - z_ВБ

h_С = 3,37 м - потери в сети в обычное время;

Н_СВ = 10 + 4(n - 1) = 10 + 4(2 - 1) = 14 м - в соответствии с п.2.26 СНиП 2.04.02-84*.

z_ДТ = 92 м - геодезическая отметка в диктующей точке;

z_ВБ = 100 м - геодезическая отметка в месте установки башни.

Н_ВБ = 1,1*3,37 + 14 + 92 - 100 = 9,7 м.

Определение емкости бака водонапорной башни.

В соответствии с п. 9.1. СНиП 2.04.02-84 емкость бака водонапорной башни должна быть:

W_Б = W_РЕГ + W_НЗ

W_НЗ = W_нз.пож + W_нз.х-п

W_нз.пож - запас воды, необходимый на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара;

W_нз.х-п - запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

В соответствии с п. 9.2. СНиП 2.04.02-84, учитывая раздел 4 работы, регулирующая емкость бака водонапорной башни должна быть:

W_РЕГ = КQ_ОБЩ/100 = 5,24*7115/100 = 372,49 м³.

где К = 5,24% - см. раздел 4.

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

W_нз.пож = (Q^пр_{пож.нар} + Q^пр_пож.вн)*10*60/1000 = (50 + 15)*10*60/1000 = 39 м³.

W_нз.х-п = Q_Ч.ОБЩ*10/60 = 490,8*10/60 = 81,8 м³.

Таким образом,

W_НЗ = 39 + 81,8 = 120,8 м³,W_Б = 120,8 + 372,49 = 493,29 м³.

По приложению 3 Указаний … принимаем типовую водонапорную башню высотой 15 м с баком емкостью 500 м³.

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:

Д_Б = 1,24(W_Б)^1/3 = 1,24(500)^1/3 = 9,8 м;

Н_Б = Д_Б/1,5 = 9,8/1,5 = 6,6 м.

Принципиальная схема с указанными расчетными размерами и уровнем НЗ приведена на рисунке 9. Для сохранения НЗ предлагается осуществлять отбор воды по двум трубопроводам. Подача воды в бак из водопроводной сети и поступление регулируемого запаса воды из бака в сеть осуществляется по подающе-разводящему трубопроводу. Для отбора НЗ предусматривается установка трубопровода с электрозадвижкой, которая открывается при включении пожарных насосов.

7. Расчет резервуаров чистой воды

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъемов и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения.

Регулирующую емкость РВЧ определяем на основе графоаналитического анализа работы НС-I и НС-II - см. диаграмму 4.

Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади а или равновесной ей сумме площадей б.

W_РЕГ = (6 - 4,17)*11 = 20,2% или W_РЕГ = (4,17 - 4)*4 + (4,17 - 2)*9 = 20,2%.

И в итоге: W_РЕГ = 20,2*7115/100 = 1434,9 м³.

В соответствии с п.9.4 СНиП 2.04.02-84*:

W_НЗ = W_НЗ.ПОЖ + W_НЗ.Х-П - W_НС-1

W_НЗ.ПОЖ = 3600ф_ТQ_ПОЖ/1000 = 1363,5 м³.

где ф_Т = 3 ч - расчетная продолжительность тушения пожара (п.2.24 СНиП 2.04.02-84*).

W_НЗ.Х-П = ф_ТQ_Ч.ОБЩ = 3*490,8 = 1472,3 м³.

Q_Ч.ОБЩ - максимальная часовая подача без учета расхода на душ, поливку территории и т.п. (п.2.21 СНиП 2.04.02-82*).

НС-1 во время тушения пожара будет работать и подаст:

W_НС-1 = 4,17ф_ТQ_ОБЩ/100 = 4,17*3*7115/100 = 889,4 м³.

W_НЗ = 1363,5 + 1472,3 - 889,4 = 1946,5 м³.

Полный объем резервуаров воды:

W_РВЧ = W_НЗ + W_РЕГ = 1946,5 + 1434,9 = 3381,3 м³.

Согласно п.9.21 СНиП 2.04.02-84* общее количество резервуаров должно быть не менее 2-х, при чем уровни НЗ должны быть на одинаковых отметках, при выключении 1-го резервуара в остальных должно храниться не менее 50% НЗ, а оборудование резервуаров должно обеспечить возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара. По приложению IV Указаний … принимаем 2 типовых резервуара 901-4-66.83 объемом 1800 м³ (21*18*4,72).

8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 3-х насосов, подача которых будет равна:

Q_{ХОЗ.НАС} = 2Q_ОБЩ/100 = 2*7115/100 = 142,3 м³/ч = 39,5 л/с.

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

Н_{ХОЗ.НАС} = 1,1h_ВОД + Н_ВБ + Н_Б + (z_ВБ - z_НС),

где h_ВОД - потери напора в водоводах, Н_ВБ - высота водонапорной башни, Н_Б - высота бака водонапорной башни, z_ВБ ,z_НС - геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II.

Н_{ХОЗ.НАС} = 1,1*6,92 + 15 + 6,6 + (100 - 98) = 31,2 м.

Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

Н_{ПОЖ.НАС} = 1,1(h_{ВОД.ПОЖ} + h_С.ПОЖ) + Н_СВ + (z_ДТ - z_НС),

где h_{ВОД.ПОЖ}, h_С.ПОЖ - соответственно, потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаре, Н_СВ = 10 м - свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке.

Н_{ПОЖ.НАС} = 1,1(28,36 + 18,62) + 10 + (92 - 98) = 55,7 м.

Т.к. Н_{ПОЖ.НАС} - Н_{ХОЗ.НАС} = 55,7 - 31,2 = 24,5 м > 10 м, то насосную станцию строим по принципу высокого давления, т.е. устанавливаем пожарные насосы, обеспечивающие Н_{ПОЖ.НАС} и, следовательно более высокие, чем хозяйственные. При включении пожарных насосов в общий напорный коллектор обратные клапаны у хозяйственных насосов переключаются, подача воды хозяйственными насосами прекратится и надо их отключить. Поэтому в НС-II высокого 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 расходы воды.

По приложению 6 к Указаниям … выбираем хозяйственно-питьевые насосы марки Д200-36, пожарные насосы марки Д630-90.

Список использованной литературы

Качалов А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.В. Противопожарное водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1985.

Гидравлика и противопожарное водоснабжение. /Под ред. Ю.А. Кошмарова. -М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности».

СП 10.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности».

СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.

СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986.

Мальцев Е.Д. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. - М.: ВИПТШ МВД СССР.

ГОСТ 539-80. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. - М.: Изд-во стандартов, 1982.

ГОСТ 12586-74. Трубы железобетонные напорные. - М.: Изд-во стандартов, 1982.

ГОСТ 16953-78. Трубы железобетонные напорные центрифугированнные. - М.: Изд-во стандартов,1979.

ГОСТ 9583-75. Трубы чугунные напорные, изготовленные методами центробежного и полунепрерывного литья. М.: Изд-во стандартов, 1977.

ГОСТ 21053-75 Трубы чугунные напорные со стыковым соединением под резиновые уплотнительные манжеты. М.: Изд-во стандартов, 1977.

Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. -М.: Стройиздат, 1984.

ГОСТ 22247-76Е. Насосы центробежные консольные общего назначения для воды. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1982.

Размещено на Allbest.ru