Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

ПОЖАРНАЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

КУРСОВАЯ РАБОТА

СПЕЦИАЛЬНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Тема: Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта

Гомель 2013



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Краткая характеристика объекта

2. Расчет расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственный нужды

2.1 Определить расходы на хозяйственно - питьевые нужды

2.2 Определение расхода воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды

3. Расчет расхода воды на пожаротушение и количества одновременных пожаров

3.1 Расчет расхода воды на один пожар в населенном пункте

3.2 Расчет расхода воды на один пожар на предприятии

3.3 Расчет числа одновременных пожаров и расхода воды на пожаротушение

3.4 Определение точек отбора воды на пожаротушение

4. Гидравлический расчет водопроводной сети

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск хозяйственно - питьевого и производственного расхода воды

4.2 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода воды во время пожара (в час максимального водопотребления)

5. Расчет напорно-регулирующих емкостей

5.1 Расчет водопроводной башни

5.2 Расчёт неприкосновенного запаса в резервуарах чистой воды

6. Расчет насосной станции второго подъема

Список используемой литературы



ВВЕДЕНИЕ

пожаротушение вода запас гидравлический

Вопросы противопожарного водоснабжения всегда решаются комплексно с вопросами общего водоснабжения, которое является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. Наряду с развитием водоснабжения населения, производственных предприятий происходит улучшение и противопожарного водоснабжения.

Большинство населенных пунктов и промышленных предприятий оборудуются объединенным хозяйственно-противопожарным водопроводом, а в наиболее пожароопасных зданиях и сооружениях устанавливаются специальные противопожарные водопроводы.

Настоящая разработка ставит своей целью на базе знаний, полученных по разделам «Гидравлика» и «Противопожарное водоснабжение», глубже изучить дисциплину и усвоить основы методики проектирования и технико-экономического расчета устройств противопожарного водопровода.



1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Населенным пунктом, для которого рассчитывается объединенный водопровод, является поселок городского типа с населением 28.4 тыс. человек. Преобладающая этажность застройки - 6 этажей. Квартиры жилых зданий с централизованным горячим водоснабжением с душевыми. Водопровод одновременно должен обеспечить водой промышленное предприятие вне населенного пункта на территории 20 га. Расчетный расход воды на предприятии в час максимального водопотребления составляет 10,6 л/с и отбирается в узле 3.

Наибольшую пожарную опасность на производственном предприятии представляет здание, которое характеризуется следующими величинами:

· объем здания 18 тыс. м³.;

· категория помещения по пожарной опасности - Б

· степень огнестойкости - 5

здания с фонарями шириной 59 м.

Длина отдельных участков водопроводной сети.

Таблица №1

Номер участка	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-1	2-5
Длина, м	150	200	300	300	350	200	250	350

Насосную станцию второго подъема (НС-II), которая будет подавать воду в сеть, предлагается расположить рядом с очистными сооружениями. Расстояние от НС-II до точки ввода воды в сеть 850 м. Водонапорную башню расположить в точке ввода.



2. РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО - ПИТЬЕВЫЕ И ПИТЬЕВЫЕ НУЖДЫ

Объединенный водопровод должен обеспечить расход воды для хозяйственно-питьевых и производственных нужды в сутки наибольшего водопотребления.

2.1 Определить расходы на хозяйственно - питьевые нужды

Средний суточный расход воды Qх.п.сут.ср на хозяйственно-питьевые нужды жителей населенного пункта составит:

Q^х.п._сут.ср. = К*q _ж * N _ж / 1000

где: К - коэффициент, учитывающий расход воды на нужды месной промышленности и неучтенные расходы; q _ж - удельное водопотребление одним жителем в сутки, л/сут; N _ж - расчетное количество жителей в населенном пункте, чел.

Согласно примечания количество воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы допускается принимать дополнительно в размере 10-20% от расхода на хозяйственно-питьевые нужды.

Поэтому принимаем К= 1,2.

Удельное водопотребление зависит от степени благоустройства района жилой застройки.

Удельное водопотребление зависит от степени благоустройства района жилой застройки. Для расчета принимаем q ж = 180 л /сут.

Расчетное количество жителей в населенном пункте, согласно задания, составляет 28,4 тыс.чел.

Q^х.п._сут.ср. = 1,2 *180*28400 / 1000 = 6134,4 м³/сут.

Определение максимального расход воды в сутки наибольшего водопотребления составит:

Q ^х.п._сут.max. = К_сут.max. * Q^х.п._сут.ср

где: K_сут.max. - коэффициент суточной неравномерности водопотребления. Принимается К_сут.max. = 1,1-1,3; Q^х.п._сут.ср - средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды жителей населенного пункта, м³ / сут

Q^х.п._сут.max. = 1,2 * 6134,4= 7361,3 м³ / сут.

Определить максимальный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды

Q^х.п._ч.max = К_час.max. * Q^х.п._сут.max/24

где: К_час.max. - коэффициент часовой неравномерности водопотребления; Q^х.п._сут.max - максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды жителей населенного пункта, м³ / сут.

Принимается:

К_час.max = б_max * в_max,

где: a - коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режима работы предприятий и другие местные условия, принимается в соответствии с (2), a=1,4;

b - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по табл., b =1,2. б = 1,2, в = 1,2

К_час.max= a _max * b _max = 1,4 * 1,2 = 1,66



Q^х.п._ч.max= 1,66 * 7361,3 /24 = 509,1 м³ / час.

Определить максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды

Q^х.п._сек.max. = Q^х.п._ч.max * 1000/3600

где: Q^х.п._ч.max - максимальный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды жителей населенного пункта, м³ /час; 1000 - постоянная для перевода из кубических метров в литры; 3600 - постоянная для перевода из часов в минуты.

Q^х.п._сек.max. = 509,1* 1000/3600 = 141,4 л/с.

2.2 Определение расхода воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды

Определение секундного расхода воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды

Q _сек.max. = Q^х.п._сек.max.+Q^пр._сек.max.

где: Q^х.п._сек.max - максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды , л /с; Q^пр._сек.max - секундный расход воды на производственном предприятии, л /с, согласно заданию Q^пр._сек.max = 10,6 л/с;

Q _сек.max. =141,4+10,6=152,0 л/с.

Определить суточный расход воды на промышленном предприятии

Q^пр._сут. = m*t_смен* Q^пр._сек.max. *3600/1000

где: m - количество рабочих смен, m = 3; t_смен - продолжительность смены, t_смен = 8 ч.; Q^пр._сек.max - секундный расход воды на производственном предприятии, л /с, согласно заданию Q^пр._сек.max = 10,6 л/с;

Предполагая, что предприятие работает в три смены и потребление воды в течении суток равномерное

Q^пр._сек.max. = 3*8*10,6*3600/1000 = 915,8 м³/сут.

Определить максимальный суточный расход воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды

Q_сут.max. = Q^х.п._сут.max.+ Q ^пр._сут.

где: Q^х.п._сут.max. и Q ^пр._сут.. - максимальные суточные расходы воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды соответственно, м³/сут.

Q_сут.max. =7361,3+915,8=8277,1 м³/сут



3. РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ НА ПОЖАРОТУШЕНИЕ И КОЛИЧЕСТВА ОДНОВРЕМЕННЫХ ПОЖАРОВ

Расчетное количество одновременных пожаров и расчетные расходы воды на наружное, и внутреннее пожаротушение определяем на основании данных.

При числе жителей 28400 человек расчетное количество одновременных пожаров в населенном пункте равно 2 ;

при площади предприятия, равной 20 га расчетное количество пожаров на предприятии равно 1

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте определяю согласно п. 5.1 по табл.1, в зависимости от числа жителей и этажности зданий.

3.1 Расчет расхода воды на один пожар в населенном пункте

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте определяю согласно п. 5.1 по табл.1, в зависимости от числа жителей и этажности зданий.

Для расчета магистральных линий водопроводной сети расчетный расход воды на один пожар в населенном пункте определяется по численности населения и этажности застройки. При численности населения 28,4 тыс. человек и 6 этажной застройке расход воды на один наружный пожар составит.

Q_нар.н.п. = 25 л/с.

Кроме того, необходимо учитывать расходы воды на внутреннее пожаротушение. Внутреннее пожаротушение для жилых зданий данной этажности не предусматривается.

Q_вн.н.п. = 0 л/с.



3.2 Расчет расхода воды на один пожар на предприятии

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение на производственном предприятии определяется по степени огнестойкости, категории помещений по пожарной опасности и объему этого здания, для тушения пожара в котором требуется наибольший расход.

По заданию наибольшую пожарную опасность представляют здания, которые характеризуются следующими величинами:

· объем здания 18 тыс. м³.;

· категория помещения по пожарной опасности - Б;

· степень огнестойкости - 5

здания с фонарями шириной 59 м.

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение на предприятии для здания с фонарями шириной до 60м составит:

Q_нар.пр. = 25 л/с.

Внутренний противопожарный водопровод следует предусматривать для данной степени огнестойкости и категории помещения по пожарной опасности согласно п. 4.5

Расход воды для наружного пожаротушения должен быть:

Q_вн.пр.= 15 л/с

3.3 Расчет числа одновременных пожаров и расхода воды на пожаротушение

При объединенном противопожарном водопроводе населенного пункта и промышленного предприятия, расположенного вне населенного пункта расчетное количество одновременных пожаров принимается согласно.

Так предприятие расположено в населенном пункте, то общий расход воды на пожаротушение берется по сумме наибольших расходов.

Общий расход воды для целей пожаротушения для объединенного водопровода:

Q_пож. = Q _{нар нп} + Q _{вн нп} + Q_нар.пр + Q_вн.пр

Q_пож. = 25+25+0+15=65 л/с.

3.4 Определение точек отбора воды на пожаротушение

Расход воды на пожаротушение в диктующей точке Q^д.т._пож составит:

Q^д.т._пож =2*( Q _{нар нп} + Q_{вн нп})

где: Q_{нар нп} - расчетный расход воды на наружное тушение одного пожара в населенном пункте; Q_{вн нп} - расчетный расход воды на внутреннее тушение одного пожара в населенном пункте

Q^д.т._пож = 2*(25+0) = 50 л/с.

Расход воды Q^уз.пр._пож на пожаротушение в месте расположения предприятия составит

Q^уз.пр._пож = Q_пож.- Q^д.т._пож

где: Q_пож - расход воды на пожаротушение; Q^д.т._пож - расход воды на пожаротушение в диктующей точке.

Q^уз.пр._пож = 65-50 = 15 л/с



4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

4.1 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск хозяйственно - питьевого и производственного расхода воды

Основной задачей расчета проектируемого наружного водопровода является обеспечение подачи воды к каждому зданию и сооружению в необходимом количестве и под соответствующим напором.

Расчет водопроводной сети ведется из условия подачи, отвечающий наименьшим затратам на строительство и эксплуатацию.

Расчет водопровода необходим также не только для выбора диаметра труб и определения потерь напора в водопроводной сети, но и для установления напоров у насосной станции, подбора насосов, определения высоты водонапорной башни в зависимости от потерь напора в водонапорной сети при подаче расчетных расходов к местам отбора.

Определить удельные расходы воды

Подготовка к гидравлическому расчету начинается с распределения хозяйственно-питьевого расхода воды по узлам отбора.

С этой целью определяем удельный расход воды для рассчитываемой сети:

q _уд. = Q^х.п._сек._мак. / S L_i ,

где Q^х.п._сек._мак. - максимальный секундный расход воды на хозяйственно - питъевые нужды, л/с; L_i - длина i-го участка водопроводной сети, м.

q _уд. = 141,4/2100=0,0673 л/м*с.

Sl = l_1-2 + l_2-3 + l_3-4 + l_4-5 + l_5-6 +l_6-7 + l_7-1 + l_2-5 =

150+200+300+300+350+200+250+350= 2100 м.

Определить путевые расходы воды

q _пут.i = q _уд. * L_i ,

где q _уд. - удельный расход воды, л/с; L_i - длина i-го участка водопроводной сети, м.

Все расчеты путевых расходов воды на каждом участке сводим в таблицу 4.1.

Путевые расходы по участкам сети

Таблица №4.1

Номер участка	Расчетная формула	Расчетные величины	Путевой расход, л\с
1-2	q 1-2 = q уд * l 1-2	0,0673*150	10,10
2-3	q 2-3 = q уд * l 2-3	0,0673*200	13,47
3-4	q 3-4 = q уд * l 3-4	0,0673*300	20,20
4-5	q 4-5 = q уд * l 4-5	0,0673*300	20,20
5-6	q 5-6 = q уд * l 5-6	0,0673*350	23,57
6-7	q 6-7 = q уд * l 6-7	0,0673*200	13,47
7-1	q 7-1 = q уд * l 7-1	0,0673*350	16,84
2-6	q 2-5 = q уд * l 2-5	0,0673*350	23,57

Во избежание арифметической ошибки необходимо выполнить проверку, при этом путевые расходы следует округлить до десятых долей единицы:

Проверка:

Q ^х.п._{сек. мах} = S q_пут.i,

где: Q^х.п._{сек.мах} - максимальный секундный расход воды на хозяйственно - питьевые нужды, л/с;

q_пут. i - расход на i - ом участке водопроводной сети, л/с.

Q^х.п._{сек. мах} = 10,10+13,47+20,20+20,20+23,57+13,47+16,84+23,57=

=141,4л\с

Определить узловые расходы воды

q _узл.i = 0,5*Sq _{пут. i} ,

где: Sq _{пут. i} - сумма путевых расходов на участках прилегающих к узлу, л/с.

Все расчеты узловых расходов воды сводим в таблицу 4,2

Узловые расходы

Таблица №4,2

Номер узла	Расчетная формула	Расчетные величины	Узловой расход
1	q1=(q1-7+q1-2) / 2	(16,84+10,10)/2	13,5
2	q2=(q1-2+q2-3 +q5-2) / 2	(10,10+13,47+23,57)/2	23,6
3	q3=(q2-3+q3-4) / 2	(20,20+13,47)/2	16,8
4	q4=(q3-4+q4-5) / 2	(20,20+20,20)/2	20,2
5	q5=(q4-5+q5-6+ q2-5 )/ 2	(20,20+23,57+23,57)/2	33,7
6	q6=(q5-6+q6-7) / 2	(23,57+13,47)/2	18,5
7	q7=(q6-7+q7-1) / 2	(13,47+16,84)/2	15,2

Во избежание арифметической ошибки необходимо выполнить проверку, при этом путевые расходы следует округлить до десятых долей единицы: Проверка:

Q^х.п._{сек. мах} = S q_пут.i,

где: Q^х.п._{сек. мах} - максимальный секундный расход воды на хозяйственно - питьевые нужды, л/с; q_узлi - расход на i - ом участке водопроводной сети, л/с.

Q^х.п._{сек. мах} = 13,5+23,6+16,8+20,2+33,7+18,5+15,2=141,4 л/с

Вычертить расчетную схему

Расход воды на предприятии 10,6 л/с в узле 3.

Из схемы водопроводной сети видно, что в наиболее трудных условиях будет работать узел № 4. Этот узел наиболее удален от ввода. Поэтому узел № 4 будем считать диктующей точкой сети (точкой схода воды).

Из точки вода в сеть (узел №4) в диктующую точку вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям, а именно:

I.	1-2-3-4
II.	1-2-5-4
III.	1-7-6-5-4

Эти направления по схеме обозначаем стрелками. Производим предварительное распределение расчетных расходов в сети, начиная с диктующей точки:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Увязанная водопроводная сеть

Подобрать диаметр труб водопроводных линий

Выбор диаметров труб водопроводов и водонапорных сетей подлежит производить на основании техника - экономических расчетов, учитывая при этом условия их работы при аварийном выключении отдельных участков.

Диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным, в населенных пунктах и на промышленном предприятии должны быть не менее 100 мм, в сельских населенных пунктах - не менее 75 мм.

Диаметр трубы на участке сети подбирают в зависимости от расхода воды на этом участке с использованием таблиц Ф.А. Шевелева (для чугунных труб).

При этом выбирать такой диаметр чтобы добиться - экономически выгодных скоростей движения воды 0,7 - 1,2 м/с.

Полученные значения сведены в таблице 4,3.

Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск максимального хозяйственно-питьевого и производственного расходов.

Таблица №4,3

№ кольца	Номер участка	Длина участка, l, м	Расход на участке, q, л/с	Диаметр труб, d, мм	Скорос-ть воды, V, м/с	1000 i	Расч. Фор-ла	Потери напора, h, м
1	2	3	4	5	6	7	hi=li*1000i/ /1000	8
II	1-2	150	80.5	300	1.105	6.23		0.93
	2-5	350	20	200	0.62	3.63		1.27
	5-6	350	24.4	250	0.488	1.746		-0.61
	6-7	200	42.9	250	0.858	4.889		-0.98
	7-1	250	58.1	300	0.801	3.401		-0.85
?h = -0.24
I	2-3	200	36.9	250	0.738	3.702		0.74
	3-4	300	9.5	150	0.52	3.83		1.15
	4-5	300	10.7	200	0.3292	1.18		-0.35
	2-5	350	20	200	0.62	3.63		-1.27
?h = 0.27

Определить потери на участках

h_i = L_i*1000i/1000

где: L_i - длина i-го участка водопроводной сети, м.

1000i - коэффициент Шевелева для i- го участка водопроводной сети.

Для определения невязки сети необходимо выбрать для каждого кольца условно положительное направление - по часовой стрелке. Если направление движения воды на участке совпадает с условно выбранным направлением, то потери на этом участке считаются положительными, если не совпадают, то отрицательными.

Полученные значения сведены в таблице 4,3.

Увязка сети

Необходимо суммировать условно положительные и условно отрицательные потери на участках каждого кольца. Сумма потерь на участках сети кольца называется невязкой. Сеть увязана когда выполняется условие:- 0,5 < Dh < 0,5

Согласно таблицы 4,3 условия вязки выполняются для каждого кольца.

Определить потери напора в сети по наиболее вероятным направлениям

Окончательно вычисленные величины заносим на расчетную схему увязанной водопроводной сети на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода. Определяем потери напора в сети по направлениям питания (от ввода к диктующей точке):

I.	1-2-3-4
II.	1-2-5-4
III.	1-7-6-5-4

h_I= h_1-2 + h_2-3+ h_3-4 = 0.93+0.74+1.15= 2.82 м

h_II = h_1-2 + h_2-5 + h_4-5 = 0.93+1.27+0.35= 2.55 м

h_III = h_1-7 + h_7-6 + h_5-6 + h_4-5 = 0.85+0.98+0.61+0.35= 2.79 м

Определим средние потери напора в сети:

h_сети = (h_I + h_II + h_III) / 3 = (2.82+2.55+2.79)/ 3= 2.72 м



4.2 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода воды во время пожара (в час максимального водопотребления)

Определить общий расход воды в час максимального водопотребления при пожаре

При отборе из сети расхода на пожаротушение общий расход воды составит:

Q = Q_{сек.мак} + Q_пож.

где: Q_{сек.мак.} - секундный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, л/с; Q_пож - общий расход воды для наружного и внутреннего пожаротушения, л/с.

Q = 152+65,0=217,0 л/с

Учитывая, что расход возрос, увеличатся и потери напора водопроводной сети. Диаметры труб водонапорной сети, определенные с учетом экономических требований при хозяйственно-питьевых и производственных расходах, должны быть проверены на пропуск по ним увеличенных расходов во время пожара.

Проверочным расчетом определяется, могут ли трубы принятых диаметров пропустить дополнительное количество воды для тушения пожара с учетом максимального расхода на другие нужды. При этом скорость движения воды по трубам не должна превышать 2,5 м/с. При больших скоростях необходимо на данных участках заменить трубы на больший диаметр.

Вычертить расчетную схему

Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расходов воды на пожаротушение производится также как гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода воды.

С учетом изменений, внесенных в схему, производим распределение расходов по потокам с соблюдением баланса в узлах. Составляем расчетную схему и таблицу гидравлического расчета:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Увязанная водопроводная сеть при пропуске воды во время пожара

Проверочный расчет сети

Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода на пожаротушение (в час максимального водопотребления)

Таблица №4,3

№ кольца	Номер участка	Длина участка, l, м	Расход на участке, q, л/с	Диаметр труб, d, мм	Скорос-ть воды, V, м/с	1000 i	Расч. Фор-ла	Потери напора, h, м
1	2	3	4	5	6	7	hi=li*1000i/ /1000	8
II	1-2	150	126.5	300	1.7375	15.2		2.28
	2-5	350	35.5	200	1.1	10.5		3.67
	5-6	350	43.4	250	0.868	4.998		-1.75
	6-7	200	61.9	250	1.228	9.688		-1.94
	7-1	250	77.1	300	1.061	5.744		-1.43
?h = 0.83
I	2-3	200	67,4	250	1.364	11.92		2.38
	3-4	300	25,0	150	1.37	23.2		6.96
	4-5	300	45.2	200	1.406	16.76		-5.02
	2-5	350	35.5	200	1.1	10.5		-3.67
?h = 0.65

Сеть увязана. Невязка сети удовлетворяет условию: - 1 < Dh < 1 ;

Потери напора в сети по направлениям составят:

h_I= h_1-2 + h_2-3+ h_3-4 = 2.28+2.38+6.96= 11.62 м

h_II = h_1-2 + h_2-5 + h_4-5 = 2.28+3.67+5.02= 10.97 м

h_III = h_1-7 + h_7-6 + h_5-6 + h_4-5 =1.43+1.94+1.75+5.02= 10.14 м

Определим средние потери напора в сети:

h^пож._сети = (h_I + h_II + h_III) / 3 =(11.62+10.97+10.14)/3= 10.91 м

Эту величину в дальнейшем используем при подборе пожарных насосов насосной станции II подъема.

Вывод

Так как длинны участков водопроводной сети превышают 200 м, то принимается кольцевой тип устройства водопроводной сети.

Кольцевание наружных сетей через внутренние не допускается. Допускается транзитный проход наружного кольцевого водопровода через здание или сооружение при условии прокладки его в канале или под дорогой сквозного автомобильного проезда или проезда под арочной конструкцией здания.

Выбор материала и класса прочности труб для водопроводов и водопроводных сетей надлежит принимать на основании статического расчета агрессивности грунта и транспортируемой воды, а также условий работы трубопроводов и требований к качеству воды. Для напорных водопроводов и сетей следует применять неметаллические трубы.

Разделение водопроводной сети на ремонтные участки должно обеспечить при выключении не более пяти пожарных гидрантов и подачу воды потребителям, не допускающим перерыва в водоснабжении. Длину ремонтных участков водопроводов следует принимать: при прокладке водопроводов в две и более линии и при отсутствии переключений - не более 5 км; при наличии переключателей - равной длине участков между переключениями, но не более 5 км; при прокладке водопроводов в одну линию - не более 3 км; при обосновании длина ремонтных участков может быть увеличена.

Водопроводные линии, как правило, надлежит принимать подземной прокладки. Глубина заложения труб, считая от низа, должна быть на 0.5 м больше расчетной глубины проникая в грунт нулевой температуры Расчетную глубину проникания в грунт нулевой температуры следует устанавливать на основании наблюдений за фактической глубиной промерзания в расчетную холодную и малоснежную зиму и опыта эксплуатации водопровода в данном районе. Для предупреждения нагревания воды в летнее время глубину заложения трубопроводов хозяйственно-питьевых водопроводов надлежит, как правило, принимать не менее 0.5 м, считая до верха трубы. При определении глубины заложения водоводов и водопроводных сетей при подземной прокладке следует учитывать внешние нагрузки от транспорта и пересечения другими подземными сооружениями и коммуникациями.

Пожарные гидранты необходимо устанавливать на сетях в колодцах на расстоянии не более 2.5 м от края проезжей части автомобильных дорог и проездов с твердым и гравийно-щебеночным покрытием, но не ближе 5 м от стен зданий.

Допускается устанавливать пожарные гидранты на проезжей части автомобильных дорог и на тупиковых ответвлениях длиной неболее5 м от линий водопровода на сетях противопожарных и производственно-противопожарных водопроводов, при условии выполнения мероприятий, исключающих замерзания воды в гидрантах. Расположение пожарных гидрантов на водопроводной сети должно обеспечивать пожаротушение любого обслуживаемого данной сетью здания, сооружения или их отсеков не менее чем от двух гидрантов при расходе воды на пожаротушение 15 л/с и более и от одного - при меньшем расходе. Максимальное расстояние от пожарного гидранта до обслуживаемого объекта, здания или сооружения, или до точки пересечения струй не должно превышать 200 м, при этом должны учитываться высота здания и неровности рельефа местности.

При установке колодцев в необходимо предусматривать установку вторых утепляющих крышек; в случае необходимости надлежит предусматривать люки с запорными установками.

Высота рабочей части колодцев должна быть не менее 1.5 м Для спуска в колодце на горловине и стенках колодца надлежит предусматривать установку рифленых стальных или чугунных скоб, допускается применение переносных металлических лестниц.



5. РАСЧЁТ НАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ

Использование напорно-регулирующих емкостей и водонапорных башен или гидроколонн обеспечивает значительное повышение надёжности систем водоснабжения.

Правильный выбор объёма напорно-регулирующих емкостей, их числа и места расположения в системе водоснабжения имеет также и большое экономическое значение.

5.1 Расчет водопроводной башни

Водонапорные башни предназначаются для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного запаса воды и создания (поддержания) требуемого напора в водопроводной сети.

Водонапорная башня располагается между НС-II подъёма и сетью (в обычной схеме водоснабжения) или в конце сети (в схеме с контррезервуаром).

Емкость бака водопроводной башни согласно п. 9.1. 1 должна быть равна:

Где:

- регулирующий объем бака ( п. 9.2. 1 );

- неприкосновенный запас воды ( п. 9.3. 1)

Определение регулирующего объема ( Wр )

Отбор воды на хозяйственно-питьевые цели из водопроводной сети в течение суток производится неравномерно, колебания расхода по часам суток определяются графиком водопотребления, который рассчитывается в зависимости от коэффициента часовой неравномерности водопотребления. Нами для расчета найден К = 1,66. Если установить на насосной станции насосы, по производительности обеспечивающие расход в час максимального водопотребления, то все оставшееся время насосная станция будет работать с нагрузкой, что экономически невыгодно.

Ниже рассматриваются два варианта совместной работы насосной станции и водопроводной сети:

- равномерный

- неравномерный ( ступенчатый ).

График подачи воды в сеть не совпадает с графиком ее отбора из сети. Это значит, что при подаче воды насосами в отдельные часы суток количество поданной воды в сеть не будет совпадать с количеством отбираемой воды из сети. Восполнение недостающего количества в часы, когда расход воды из сети меньше подачи ее насосами.

Предположим, что насосная станция имеет равномерный режим подачи воды, подавая за час 4,17% суточного расхода. При помощи совмещенных графиков водопотребления и водоотдачи можно определить расчетную регулирующую емкость бака водонапорной башни. Результаты вычислений сведем в таблицу, где значения расходов даны в процентах от суточного расхода.



Таблица 2.1. Определение регулирующего объема бака водопроводной башни при равномерном режиме (К = 1,66).

Регулирующий объем воды в водонапорной башни при равномерном режиме подачи составит:



Рассмотрим неравномерный (ступенчатый) режим работы НС-II Результаты расчета сведем в таблицу. Таблица ступенчатой работы насосов заполняется аналогично.

Таблица 2.2 Определение регулирующего объема бака водонапорной башни при ступенчатой работе насосов НС - II (К = ).

В этом случае регулирующий объём воды составит:

Расчёт показывает, что использование даже простейшего графика ступенчатой работы насосов позволяет значительно уменьшить регулирующий объём бака.

Определение неприкосновенного запаса воды

Пожарный объём воды в баках водонапорных башен должен рассчитываться, согласно (1) п.9.5, десятиминутную продолжительность тушения одного внутреннего пожара при одновременном наибольшем расходе на другие нужды.

Объём воды на наружное пожаротушение:

Объём воды на внутреннее пожаротушение:

Объём воды на хозяйственно питьевые нужды:

Объем воды на производственные нужды:

Объем воды неприкосновенного запаса водонапорной башни должен быть

Таким образом, суммарный объем воды в баке водонапорной башни будет равен:



На основании расчетов принимают типовой бак вместимостью 1100м³ .

Определение основных параметров водонапорной башни

Зная емкость бака, определим его диаметр и высоту:

Высота водонапорной башни определяется по формуле:

Где:

_ потери напора в водопроводной сети при работе её в обычном режиме;

1,05 - коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления.

_ свободный напор в диктующей точке. При двухэтажной застройке;

Требуемый минимальный свободный напор при многоэтажной застройке при максимальном часовом расходе определяется по формуле:

,

Где:

n - количество этажей в здании.

По приложению принимаем типовую водонапорную башню высотой 35 м.

5.2 Расчёт неприкосновенного запаса в резервуарах чистой воды

Неприкосновенный запас воды определяется как сумма пожарного, хозяйственно-питьевого и производственного расхода из расчёта 3-х часовой продолжительности тушения пожара.

Объём воды для тушения пожара при =65 л/с должен быть равен:

Неприкосновенный запас воды на хозяйственно-питьевые нужды на время тушения пожара может быть подсчитан по количеству потребляемой воды в три смешенных часа максимального водопотребления. Для коэффициента часовой неравномерности водопотребления (К =) по графику водопотребления три смешенных часа наибольшего расхода воды с 11,00 до 14,00.

На хозяйственно-питьевые нужды посёлка расходы составят 6,6+6,6+5,65=18,85% от суточного водопотребления.

В эти часы общий расход воды на производственном предприятии будет равен:

Общий объём неприкосновенного запаса составит:

м³

По приложению 4:

Резервуары: номер типового проекта 901-4-66.83

Объем резервуара: 2400 м³

Длина: 27 м

Глубина: 4,7 м

Ширина: 18 м

В тех случаях, когда насосы насосной станции второго подъёма дополнительно подают воду непосредственно в автоматические установки пожаротушения (спринклерные, дренчерные и др.), необходимо предусмотреть запас воды в резервуарах чистой воды и на эти установки из условия одночасовой их работы.



6. ВЫБОР НАСОСОВ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II ПОДЪЁМА

Насосная станция, работающая на водонапорную сеть, должна подать расчётное количество воды, в единицу времени под требуемым напором.

Для выбора типа насосов и определения их количества можно выделить два режима работы насосной станции:

первый режим - работа в обычное время (обеспечение водопотребления на хозяйственно-питьевые и производственные нужды);

Подача насосов с учётом их ступенчатого включения будет:

Необходимый напор хозяйственных насосов определяется по формуле:

- потери напора в водоводе;

_ высота водонапорной башни;

_ высота бака водонапорной башни;

Водоводы противопожарного водопровода необходимо прокладывать в две линии. В случае отключения одной из них, вторая должна обеспечить пропуск 70% расчётного расхода воды (п.8.2 [1]).

По таблице Шевелёва принимаем диаметр труб водовода d=350 мм.

Определяем потери напора в водопроводе при длине его L=850 м.



Тогда:

Второй режим - работа во время пожара (обеспечение водопотребления на хозяйственно-питьевые и производственные и пожарные нужды).

Где: _ потери напора в водоводе во время пожара, т.к. расчетный расход воды в это время составит:

Где: _ свободный напор у гидрантов равный 10 м, согласно I п.2.26;

_ потери напора в кольцевой водопроводной сети во время пожара;

По расчётным величинам, используя данные каталогов марки насосов, подбирают требуемый тип хозяйственных и пожарных насосов.

Количество резервных насосов, должно приниматься согласно п.7.1 табл.32 [I]



Тип насоса	Расчётный расход насосов л/с	Расчётный напор насосов, м	Принятый насос	Марка насоса	Количество насосов	Мощность
			Подача	Напор
Хозяйственные			60-115	55,5-40,5	6НДв	1 основной 1 резерв	55-75
Пожарные			139-260	51-27	12Д-9	1 основной 1 резерв	170

Вывод

Размещать запорную арматуру необходимо на всасывающих и напорных трубопроводах.

Важно обеспечить возможность замены или ремонта любого из насосов, обратных клапанов и основной запорной задвижки, а также проверки характеристик насоса без нарушения требований по обеспеченности подачи воды.

В качестве мер защиты от гидравлических ударов, вызываемых внезапным выключением или включением насосов, следует принимать:

- установку на водоводе клапанов для впуска и защемления воздуха;

- установку на напорных линиях насосов обратных клапанов с регулируемым открытием и закрытием;

- установку на водоводе обратных клапанов, расчленяющих водовод на отдельные участки с небольшим статическим напором на каждом их них;

- сброс воды через насосы в обратном направлении при их свободном вращении или полном торможении;

- установку в начале водовода (на напорной линии насоса) воздушно-водяных камер (колпаков) смягчающих процесс гидравлического удара.

Насосные станции размером машинного зала 6х9 м и более должны оборудоваться внутренним противопожарным водопроводом с расходом воды 2,5 л/с.

Кроме того, следует предусматривать:

- при установке электродвигателей напряжением до 1000 В и менее: два ручных пенных огнетушителя, а при двигателях внутреннего сгорания до 300 л.с. -- четыре огнетушителя;

- при установке электродвигателей напряжением свыше 1000 В или двигателя внутреннего сгорания мощностью более 300 л.с. следует предусматривать дополнительно два углекислотных огнетушителя, бочку с водой вместимостью 250 л, два куска войлока, асбестового полотна или кошмы размером 2х2 м.

Примечания:1.Пожарные краны следует присоединять к напорному коллектору насосов.2. В насосных станциях на водозаборных скважинах противопожарный водопровод предусматривать не требуется.

В насосных станциях с двигателями внутреннего сгорания допускается размещать расходные емкости с жидким топливом (бензина до 250 л, дизельного топлива до 500 л) в помещениях, отделенных от машинного зала несгораемыми конструкциями с пределом огнестойкости не менее 2 ч

Насосная станция должна иметь два независимых источника питания для двигателей насосов (пожарные насосы должны иметь питание по первой категории)

На насосной станции должны предусматриваться световая и звуковая сигнализация о включении пожарных насосов.

Насосные установки противопожарных и объединенных противопожарных водопроводов в зданиях классов Ф1 - Ф4 допускается размещать на первом и технических этажах, а также в подвальных этажах. Помещения должны быть отапливаемы (не менее 5 ^оС), выгорожены от смежных помещений противопожарными перегородками 1 типа и перекрытиями 2 типа, а также иметь отдельный выход наружу или в лестничную клетку.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНБ 4.01.01-03 Водоснабжение питьевое. Общие положения и требования. Мн., Минстройархитектура, 2005.

2. ТКП 45-2.02-138-2009 ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

3. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб, М., Стройиздат, 1984, 116 с.

4. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Гидравлика и противопожарное водоснабжение», на тему: «Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта». ГВКиУ, Гомель,2002.

5. Гидравлика и противопожарное водоснабжение, под ред. Кошмарова Ю.А., М., ВИПТШ СССР, 1985, 382 с.

6. Качалов А. А. и др. Противопожарное водоснабжение, М. , Стройиздат, 1985, 285 с.

Размещено на Allbest.ru

...