Пожарное водоснабжение

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Краткая характеристика объекта

Населенный пункт расположен на правом берегу реки имеет прямоугольную вытянутую с востока на запад компактную форму. Общий уклон поверхности поселка направлен с юга на север. Наименьшая отметка поверхности земли в пределах населенного пункта 200м, наибольшая- 215м. Население поселка - 24 тыс.чел. В нем преобладает застройка высотой 5 этажа. Квартиры жилых зданий оборудованы водопроводом, канализацией и ванными с газовыми водонагревателями.

Водопровод одновременно должен обеспечить водой производственное предприятия, расположенное в южной части поселка, на территории площадью 100 га. Расчетный расход воды на предприятии в час максимального водопотребления составляет 19,5 л/с.

Наибольшую пожарную опасность на производственном предприятии представляет здание, которое характеризуется следующими величинами: объем здания 18 тыс.м3 ; категория помещения по пожарной опасности - А; степень огнестойкости-II.

Наружное пожаротушения в населенном пункте будет осуществляться от подземных пожарных гидрантов.

Расстояние от НС-II до населенного пункта 1700м

Система водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды относится ко II категории - допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более чем на 30% расчетного расхода и на производственные нужды- до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 10 сут. Перерыв в подаче воды или подача нижеуказанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта , но не более чем на 6 ч.



2. Расчет хозяйственно-питьевого и производственного водопотребления

2.1 Расчет среднесуточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения

Суточные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и коэффициент часовой неравномерности водопотребления для населённых мест зависят от степени благоустройства районов жилой застройки и определяются [1,п,5,1 5,2].

При застройке населенного пункта зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и местными водонагревателями, норма среднесуточная хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя составит 160-230 л/сут. Для расчёта принимаем qж =190 л/сут.

Расчётный среднесуточный расход воды Qсут.m на хозяйственно-питьевые нужды жителей населённого пункта составит:

Согласно [1. Табл,1,прим 3] количество воды на нужды местной промышленности и неучтённые расходы допускается принимать дополнительно в размере от 10% до 20% от расхода на хозяйственно-питьевые нужды.

Суммарный среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения составит:



2.2 Расчет максимального суточного расхода воды на хозяйственно питьевые нужды населения

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения в сутки наибольшего водопотребления:

Где : Ксут.max = 1.1-1.3- коэффициент суточной неравномерности водопотребления [1.п, 5,2].

2.3 Расчет максимального часового расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

Определяем коэффициент часовой неравномерности водопотребления населения Кч.max:

Где: -коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий , режима работы предприятий другие местные условия согласно [1,п.5.2] =1,2-1,4;

-коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается по [1,табл.2].

По принятым значениям вычисляем :

Максимальный часовой расход воды населения:



2.4 Расчет максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

Полагают, что в течение часа вода отбирается равномерно, тогда наибольший секундный расход воды в поселке составит:

2.5 Определение секундного расхода воды на производственные нужды

Потребность предприятия в воде зависит в первую очередь от типа используемого оборудования и принятой схемы технологического процесса, а также должно учитываться хозяйственно-питьевое потребление на предприятии.

По заданию расход воды на производственном предприятии составляет Qпр=19,5 л/с.

2.6 Расчет максимальных секундного и часового расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды населения и производственные нужды предприятия

Таким образом, в час максимального водопотребления должен быть обеспечен максимальный расход:

Данный расход является расчетным для водопроводной сети.



2.7 Расчет суточного расхода воды на промышленном предприятии

Полагаем, что предприятие работает в три смены и потребление воды в течении суток равномерное. В этом случае суточное потребление воды предприятием:

2.8 Расчет суточного расхода воды на полив

Суточные расходы на полив в населенном пункте при отсутствии данных по площадям полива определяем в соответствии с рекомендациями [1,табл.3 прим.1]:

В расчетах обычно полагают, что полив производится два раза в сутки- по ти часа утром и вечером либо один раз в сутки в течение четырех часов в часы, не совпадающие с часом максимального водопотребления.

2.9 Расчет максимального суточного расхода населенного пункта

Максимальный суточный расход населенного пункта:



2.10 Расчет среднего часового суточного расхода воды населенного пункта

Средний часовой расход населенного пункта в сутки наибольшего водопотребления:

Коэффициент максимальной часовой неравномерности водопотребления для населенного пункта:



3. Расчет расхода воды на пожаротушение

3.1 Расчет расхода воды на пожаротушение в населенном пункте

Расчетный расход воды на наружное пожаротушение в населённом пункте определяется согласно [ 2, табл. 1 ] по численности населения и этажности застройки независимо от степени огнестойкости здания.

При застройке зданиями высотой до двух этажей и численности населения 24 тыс. человек расчётный расход воды на наружное пожаротушение на один пожар составит =15 л/с. Внутреннее пожаротушение для жилых зданий данной этажности согласно [ 3, табл. 1 ] - не предусматривается.

Расход воды на пожаротушение в населенном пункте:

3.2 Расчет расхода воды на пожаротушение на предприятии

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

По заданию наибольшую пожарную опасность представляет здание II степени огнестойкости с категорией помещений по пожарной опасности производства А объёмом 18 тыс.м3.

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение через гидранты согласно [ 2, табл. 3 ] составит

Кроме того, при пожаре на производственном предприятии тушение будет осуществляться от пожарных кранов. Согласно [ 3, табл. 2 ] для внутреннего пожаротушения должна быть обеспечена одновременная работа двух струй производительностью по 5 л/с каждая.

Расход воды на пожаротушение на производственном объекте :

3.3 Расчет расхода воды на пожаротушение

Согласно [ 2, п.6.2] при площади территории производственного предприятия до 150 га, числе жителей в населённом пункте от 10 до 25 тыс. человек принимаем два пожара

Общий расчетный пожарный расход:

Хранение противопожарных запасов воды предусматриваем в резервуарах чистой воды.



4. Гидравлический расчет водопроводной сети

Основной задачей расчета проектируемого наружного водопровода является обеспечение подачи воды к каждому зданию в необходимом количестве и под соответствующим напором при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию. Гидравлический расчет водопровода необходим для выбора диаметра труб, определения потери напора в водопроводной сети, для определения высоты водонапорной башни и подбора насосов.

4.1 Проектирование водопроводной сети

Необходимо вычертить план заданного населенного пункта.

Принимаем схему питания сети через водонапорную башню. Башню располагаем на наиболее высокой отметке (..) поверхности земли на окраине поселка..

Водопроводную сеть разбиваем на расчетные участки, в пределах которых расход воды постоянный, или плавно изменяется. Начальные и конечные точки каждого расчетного участка называют узлами и обозначают номерами. Узлы назначаются в местах сосредоточенных расходов, в точках разветвления линий, в конце тупиков.

Определяем длины расчетных участков lij, используя масштаб генплана. Результаты представлены в таблице 1. В таблице в графе «Примечание» буквой «П» отмечены участки, на которых происходит путевая раздача воды.

Таблица 1 - Длина участков водопроводной сети

Участок сети	0 -1	1 - 2	1 - 4	2 - 3	2 - 5	3 - 6	4 - 5	5 - 6	6 - 7
Длина, м	300	300	400	300	400	400	300	300	600
Примечание		П	П	П	П	П	П	П	П



Для бесперебойной подачи воды в сеть участок от башни до кольца, проектируем в две нитки. Допускаемая длина тупиковой линии не более 200 м [1, п. 11.5]. В противном случае в конце тупика устраивают противопожарный резервуар или сеть прокладывают в две нитки - если перерыв в подаче воды потребителю на время ликвидации аварии не допускается.

Схема водонапорной сети представлена на рисунке

4.2 Подготовка к гидравлическому расчету

В расчетах принимается упрощенная схема водоразбора, в которой допускается, что часть воды, поступающей в сеть, забирают в определенных узлах крупные потребители (сосредоточенные расходы), а остальная расходуется равномерно по длине сети (путевой расход).

Сосредоточенным потребителем в нашем случае является промышленное предприятии. Расход воды на предприятии 19,5 л/с в узле 4.

Путевым расходом является хозяйственно - питьевой расход населения

Qпут = Qхп = 121 л/с

Определяем удельный расход воды для рассчитываемой сети:

q = Qпут/? l = 121/3300 = 0,036 л/(сЧм),

где ? l - длины участков, вдоль которых имеет место распределенный расход воды ( путевой расход)

? l = l12 + l14 + l23 + l25+ l36+ l45+ l56+ l67 + l01= 300+400+300+400+400+300+300+600+300=3300 м.

На участке 0 - 1 путевой отбор отсутствует.

Путевые расходы по участкам сети определяются по формуле:

Qij=q Ч lij.

Согласно методу узловых расходов путевые расходы на каждом участке превращаем в узловые расходы, отнеся половину путевого расхода на начало участка, а половину на конец участка. Далее суммируем все расходы в узлах и получаем схему сети, имеющую только узловые отборы. В узле, в котором расположено производственное предприятие, необходимо учесть его сосредоточенный расход. Расчет выполнен в табличной форме (таблица 2).

Из анализа схемы водопроводной сети можно сделать вывод о том, что в наиболее трудных условиях будет работать узел 7 ( отметка поверхности земли…). Этот узел наиболее удален от ввода в сеть и в узле значительный расход воды. Предполагаем, что узел 7 - диктующая точка сети.

Из точки ввода ( узел 0 )в диктующую точку 7 вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям, а именно:

а) 0-1-2-3-6-7

b) 0-1-2-5-6-7

c) 0-1-4-5-6-7

Эти направления по схеме обозначаем стрелками движения воды.

Производим предварительное распределение расчетных расходов в сети, начиная с диктующей точки. При этом соблюдаем следующее условие: приток воды к узлу равен оттоку из него плюс сосредоточенный расход воды в данном узле. Оформляется расчетная схема.

Таблица 2 - вычисление путевых и узловых расходов

Узел	Участок сети примыкающей к узлу	Длина , м	Путевой расход , м	Угловой расход Q , л/с	Крупный потребитель	Полный узловой расход , л/с
					Наименование	Расход Q , л/с
0-1	0-1	300	10.8	7.4			7.4
1	1-2 1-4 0-1	300 400 300	10.8 14.4 10.8	18			18
2	1-2 2-3 2-5	300 300 400	10.8 10.8 14.4	18			18
3	2-3 3-6	300 400	10.8 14.4	17.6			17.6
4	1-4 4-5	400 300	14.4 10.8	22.35	Предприятие	19.5	22.35
5	2-5 4-5 5-6	400 300 300	14.4 10.8 10.8	18			18
6	3-6 5-6 6-7	400 300 600	14.4 10.8 21.6	23.4			23.4
7	6-7	600	21.6	10.8			10.8
Всего						140.55

4.3 Расчет сети на пропуск максимального хозяйственно - питьевого расхода воды

Гидравлический расчет кольцевой сети на пропуск максимального хозяйственно - питьевого и производственного расходов проводим по методу А.Г. Лобачева табличным способом.

После увязки колец подбираем диаметры водоводов и тупиковых участков и определяем потери напора для каждой нитки.

Расчеты представлены в таблице (4)

Таблица 4 - Гидравлический расчет водоводов и тупиковых линий.

Участок	Длина участка, м	Число работающих ниток	Расход каждой нитки водовода, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость в трубе, м/с	Потеря напора на участке h, м
0-1	300	2	70,2	312,8	0,936	0,7
6-7	600	1	15,8	141	1,01	4,6
0-1	300	1	98	312,8	1,3	1,3

Вычисленные величины заносятся на схему с результатами гидравлического расчета на пропуск максимального хозяйственно - питьевого расхода, представленную на рисунке 6. На рисунке расчетные данные аварийного режима работы тупиковых участков сети даны в скобках.

Далее определяются потери напора в сети по принятым направлениям питания диктующей точки:

1,3+4,6+0,5+0,69+0,39=7,48

1,3+4,6+0,5+2,91+1,53=10,84

1,3+4,6+2,47+1,53+0,73=10,63

Определяются средние потери напора:

(7,48+10,84+10,63)/3=9,65

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

Для рассматриваемого примера общий расход воды во время пожара:

л/с.

Диаметpы труб участков сети, опредeленныe ранее, дoлжны быть проверены на пропуск по ним увеличенных расходов во время пожара. При этом скорость движения воды по трубам не должна превышать 1,75 м/c. Соотвeтственно увеличатся и потери напора в водопроводной сeти.

На расчетной схеме намечаем места одновременных пожаров:

узел 7 - 30 л/с на наружное и внутреннее тушение на производственном предприятии;

узел 6 - 10 л/с на тушение от гидрaнтов одного расчетного пожара в поселке.

C учетом изменений, внесенных в схему, производится распределение расходов по потокам c соблюдением баланса в узлах. После чего составляется расчетная схема и таблица гидравлического расчета (таблица 5). Проверочный расчет ведется в том же порядке, что и основной. В таблице 6 и на рис. 7 приводятся результаты, полученные расчетом по специальным компьютeрным программам [71].

Таблица 6 - Гидравлический расчет водоводов и тупиковых участков.

Участок	Длина участка, м	Число работающих ниток	Расход каждой нитки водовода, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость в трубе, м/с	Потеря напора на участке h, м
0-1	300	2	90,2	312,8	1,174	1,135
6-7	600	1	30,8	141	1,97	15,14
0-1	300	1	118	312,8	1,536	1,828

Вывод: запроектированная водопроводная сеть обеспечит пропуск необходимых расходов воды для целей пожаротушения. Скорость движения воды на наиболее нагруженном участке 3- 6 V= 0,7м/с меньше Vдоп= 1,75 м/с, что удовлетворяет предъявляемым требованиям.

Потери напора в сети по направлениям составят:

Средние потери Напора:

м.



5. Выбор режима работы нaсосных станций

В большинстве случаев используются следующие режимы работы насосных станций (рис. 8 с 9):

- равномерный в течение суток;

-равномерный в течение части суток (работав одну или две смены);

-круглосуточный неравномерный в течение суток (ступенчатый);

- равномерный периодический (повторно-кратковременный).

При любом режиме работы подача насосов должна обеспечить полностью (100 %) потребление воды.

Выбранному режиму работы НС должен соответствовать минимум затрат на строительство и эксплуатацию, что может иметь место при сочетании минимального регулирующего объема c наименьшим количеством включений насосных агрегатов.

Первый режим рекомендуется:

-при использовании поверхностных источников воды и равномерном режиме работы водопроводных очистных сооружений;

-при использовании подземных вод и применении схем водоснабжения c двумя подъемами воды;

-при ограниченном расходе подземных вод.

Второй режим рекомендуется для небольших объектов водоснабжения. Третий режим является одним из самых распространенных режимов работы НС-II и реализуется на практике в виде двух, реже трехступенчатого режима работы НС.

Последний из перечисленных режимов обеспечивает наименьший объем водонапорной башни и позволяет автоматизировать работу насосов наиболее простыми средствами. Однако частое включение и выключение насосов усложняет эксплуатацию насосной станции.

Насосная станция первого подъема совмещена со скважиной.

Для насосной станции первого подъема (НС-I) режим работы назначаем равномерным в течение суток.

где Qч.m - средний часовой расход населенного пункта в сутки наибольшего водопотре6ления.

Рекомендуется принять двухступенчатый режим работы НС-II. Для обеспечения данного режима необходимо стремиться к оптимальному соотношению максимальной и минимальной подач Qн.max/Qн.min=1.5; 2,0 или 3,0.



6. Расчет размеров водонапорной башни

нaсосный гидравлический водопотребление водонапорный

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

6.1 Расчет регулирующего объема ВБ

Регулирующий объем в баке может определяться следующими методами: графическим (на основании совмещённых интегральных графиков - рисунки 8 и 9), табличным, а при отсутствии графиков по формуле (СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения):

где Qсут.max - максимальный суточный расход, м3/с;

Кн - коэффициент часовой неравномерности подачи воды (отношение максимальной часовой подачи к среднему часовому расходу);

Кч - коэффициент часовой неравномерности отбора воды (отношение максимального часового отбора к среднему часовому расходу). Проанализируем изменение регулирующего объема при различных режимах работы НС-II.

Вычислим по формуле регулирующий объем воды для первого режима -при равномерном в течение суток режиме работы НС. В этом случае Кн = 0,9 и Кч= 1,3:

По таблице Б.2 рассчитаем регулирующий объем для второго режима. При Кн = 0,9 и Кч= 1,3 регулирующий объем составит 4,6 % от Qсут.max, т.e. VрегII = Qсут.max*0,046 = 9404,8х0,046 = 432,6 м3. При этом подача насоса составит %, продолжительность подачи T= 100/2,51 = 39,8 ч.

В этом случае максимальная подача насосов:

%,

Продолжительность работы в режиме минимальной подачи:

Продолжительность работы в режиме максимальной подачи:

6.2 Расчет неприкосновенного противопожарного запаса воды в ВБ

B баке водонапорной башни должен храниться противопожарный запас воды, рассчитанный, согласно [2, п. 9.5], на десятиминутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожаров при одновременном-наибольшем расходе на другие нужды. Предполагается, что в течение первых 10 мин на насосной станции будут включены пожарные насосы, которые о6еспечат подачу необходимых расходов.

Задаваясь определенными выше расчетными расходами в л/с, определим необходимое количество воды в Ку6. м по формуле:



Объём воды на внутреннее пожаротушение:

Объём воды на наружное пожаротушение:

Объём воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды:

Объем воды неприкосновенного запаса водонапорной башни должен быть

6.3 Расчет объема бака ВБ

Суммарный объем воды в баке водонапорной башни согласно [1, п. 12.1] равен:

.

На основании расчетов принимаем две типовых башни объемом 300 (см. таблицу Б.З).



6.4 Определение основных геометрических размеров ВБ

Рисунок 10 - Схема бака водонапорной башни

Геометрические размеры принятой типовой водонапорной башни: внутренний диаметр бака D= 8,00 м; строительная высота бака Н = 8,51 м; высота конуса бака hкон= 3,51 м; диаметр днища бака d= 1 м; объем конической части бака Vкон = 66,98 м3.

Неприкосновенный запас полностью займет объем конусной части бака и часть цилиндрической на высоту ?h:

Высота регулирующего запаса воды в баке:

м.

Расчетное максимальное наполнение бака:



м.

Высота ствола водонапорной башни определяется по формуле:

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

hсети - потери напора в водопроводной сети при работе её в обычном режиме;

Hсв - свободный напор в диктующей точке. При двухэтажной застройке Нсв= 14 м [l, п. 5.11];

zдт, zб - отметки поверхности земли в диктующей точке и у башни (zдт = 92 м; zб = 102 м).

Проверим, достаточна ли определенная при максимальном хозяйственном водозаборе высота башни для обеспечения свободного напора при пожаре Нсв при системе пожаротушения низкого давления:

где: hсети - потери напора в водопроводной сети от башки до диктующей точки при пропуске максимального хозяйственного расхода совместно c пожарным расходом; Нсв= 26 м [2, п. 4,4].

Если Нб.пож > Нб, то к установке принимать башню по Нб.пож нецелесообразно, так как это невыгодно из-за увеличения стоимости самой башни, и постоянного перерасхода электроэнергии на подъем воды. В этом случае при пожаре башню отключают, a необходимый напор в сети при пожаре создают группой пожарных насосов, установленных на насосной станции.

Если Нб.пож ? Нб, то водонапорную башню при пожаре не отключают, так как создаваемый ею напор достаточен для тушения пожара. В этом случае на насосной станции устанавливают дополнительно один или несколько насосов для подачи пожарного расхода, желательно той же марки, что и хозяйственные насосы.

При системе пожаротушения высокого давления водонапорная башня при пожаре отключается всегда, a на насосной станции II-го подъема устанавливается специальная группа пожарных насосов, рассчитанных на подачу хозяйственного и пожарного расходов c напором, достаточным для обеспечения в системе необходимых свободных напоров при пожаре. Эти насосы включаются в случае возникновения пожара, хозяйственные насосы при этом отключаются.

В рассматриваемом примере:

м.

По таблице Б.3 принимаем типовую водонапорную башню высотой 15 М. Типовой проект 901-5-24/70, бак стальной, ствол кирпичный.



7. Расчет объема резервуара чистой воды

Резервуар чистой воды является регулирующей и запасной ёмкостью и располагается между насосными станциями первого и второго подъемов.

7.1 Расчёт неприкосновенного противопожарного запаса в РЧВ

Неприкосновенный запас воды определяется как сумма пожарного, хозяйственно-питьевого и производственного объемов из расчёта 3-x часовой продолжительности тушения пожара [2, п. 6.3].

Объём воды для тушения пожара при Qпож = 40 л/с должен быть равен:

.

Неприкосновенный запас воды на хозяйственно-питьевые нужды на время тушения пожара может быть подсчитан из расчета двух максимальных и одного среднего часового расходов воды.

Объем воды на хозяйственно-питьевые нужды посёлка составит:

.

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

.

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 категории по степени обеспеченности подачи воды. Во время тушения пожара насосы НС-I работают и подают в час 4,17% суточного расхода воды, a за 3 часа тушения пожара будет подано:

Общий объём неприкосновенного противопожарного запаса составит:

Максимальный срок восстановления пожарного объема воды, в соответствии c [2, п. 6.4, прям.1] должен быть не более 36 часов.

7.2 Расчёт регулирующего объема в РЧВ

Величину регулирующего объема в резервуарах чистой воды определим по методике, которая применялась при вычислении регулирующего объема в водонапорной башне.

Принятый режим работы НС-1 - равномерный в течение суток, что соответствует Кн = 1,0. Потребителем по отношению к РЧВ является НС-II и, соответственно, Кч = 1,3. После подстановки численных значений:

7.3 Расчёт запасного объема

Объем воды на собственные нужды водопроводной системы принимается от 3 до 14 % от количества воды, подаваемой потребителям.



7.4 Расчет объема РЧВ

Объем резервуара чистой воды определяется:

,

где Vрчв - общий объем воды;

Vнпз - объем неприкосновенного противопожарного запаса воды;

Vрег - регулирующий объем воды;

Vзап - объем воды для собственных нужд водопроводной системы.

Следовательно, общий объем воды в резервуарах чистой воды:

.

В соответствии с [1, п. 12.16] количество резервуаров в одном узле должно быть не менее двух, при этом в каждом из них должно храниться 50 % объема воды на пожаротушения. Принимаем два типовых; резервуара емкостью по 2400 м3 каждый (см. табл. 6.4 и Б.5). размеры 30 x 18 x 4,84 м, прямоугольный, железобетонный из сборных элементов.



8. Расчет водоводов

Количество линий водоводов надлежит принимать c учётом категории системы водоснабжения и очередности строительства [1, п. 11.1]. B соответствии c [2, п. 7.8] принимаем две линии водоводов.

Водоводы, как правило, рассчитывают на средний часовой расход населенного пункта в сутки максимального водопотре6ления [1, п. 7.7]. B нашем случае этот расход равен 404,8 м3/ч или 140,5 л/с. Так как водоводов два, то расчётный расход каждого водовода составит 70,28 л/с. Водоводы принимаем из полиэтиленовых труб диаметром 355 мм.

В соответствии c п. 7.9 [I] определим потери напора в водоводах при различны х режимах водопотре6ления.

При максимальной водоподаче от НС-II в водоводы поступает , что соответствует 141 л/с или 70,5 л/с на каждый водовод. Ло таблицам Ф.А. Шевелева [4] определяем потерю напора в водопроводе при длине его l = 1700 м и скорости движения воды v =1,226м/с:

При минимальной водоподаче от НС-11 в водоводы поступает , что соответствует 140,5 л/с или 70,28 Л/с на каждый водовод. По таблицам [4] определяем потерю напора в водопроводе при v = 1,223 м/с:

м.

При пожаротушении расход воды в водоводах Q = 180,5 л/с. Максимальный расход воды в одном водоводе составит 90,25л/с, скорость движения воды v = 1,08 м/с. Потеря напора в водоводе во время пожара:



hвод.пож=(1000i)*l/1000=3,769*1700/1000=6,4м.

Потери напора в водоводах учитываются при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.

Надежность работы водовода обеспечиваем способом резервирования c перемычками.

Водопровод во время ликвидации аварии на одном из водоводов должен обеспечить подачу воды на хозяйственно-питьевые в количестве 70 % расчетного расхода, а на производственные нужды - по аварийному графику (в работе принято 70 % расчетного/ расхода) и пожарного расхода в полном объеме [1, п. 11.2].

л/с.

Для двух параллельных водоводов c одинаковыми диаметрами и длинами участков число участков переключений и определяется по формуле:

где: Qав - расход воды при аварии;

Q- расход воды при нормальной эксплуатации.

Принимаем 4 переключения (пять участков). Длина ремонтных участков не превышает допустимую величину [1, п. 11.10].



9. Подбор насосов НС-II

B Соответствии с [2, п. 7а1] насосная станция II подъема относится к I категории по степени обеспеченности подачи воды.

Насосная станция проектируется по типу высокого давления, т.е. предусматриваем рабочие насосы для подачи воды в сеть при хозяйственном водопотреблении и специальные противопожарные насосы для подачи воды в сеть при пожаре. Схема подключения насосов - параллельная.

9.1 Расчет параметров хозяйственных насосов.

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме c двумя основными хозяйственными насосами, подача которых будет равна:

Необходимый напор хозяйственно насоса определяется по формуле:

где: hвод - потеря напора в водоводе; Нб - высота водонапорной башни; Нбака- максимальное наполнение бака; zб - отметка поверхности земли на месте установки башни; zн- отметка оси насоса.

Тогда:



9.2 Расчет параметров пожарных насосов

Целесообразно применить два одинаковых противопожарных насоса, подача каждого из них:

Напор противопожарного насоса определяется по формуле:

где: Нсв- свободный напор y гидрантов равный 10 м, согласно [2, п. 4.4];

hсети- потери напора в водопроводной сети во время пожара;

Нпож.н=1,О5х(6,4+9,65)+1О+(202 - 200) = 36,85 м.

9.3 Подбор насосов

По расчётным величинам, используя данные каталога насосов (см. рисунок Б.2), подбираем хозяйственные и пожарные насосы производства фирмы Grundfos, характеристики которых представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Характеристики насосов НС-II.

Тип насоса	Расчетный расход насоса, л/с	Расчетный напор насоса, м	Марка насоса	Характеристика насоса	Количество насосов
				Число оборотов электродвигателя n, об-1	Диаметр рабочего колеса, мм
Хозяйственные Н-II H-I	141,5 65,5	23 17,4	NK 125-200 NK 80-160	2900 2900	192 192	2основных 1резервный
Пожарные	90,25	36,85	NK 100-200	2900	219	2основных 1резервный

Количество резервных насосов, должно приниматься согласно [2, п. 7.4].



10. Расчет свободных напоров

10.1 Расчет напоров при максимальном хозяйственно-питьевом расходе

Вычисления проектных свободных напоров в узлах сети представлены в табл. 8 и выполнены в следующей последовательности.

Графы 1 и 2 заполняют согласно схеме сети. Отметки поверхности земли в узлах сети (гр. З) определяют по плану поселка. Вычисленные потери напора (гр. 4) заполняют по результатам увязки колец и расчета водоводов и тупиковых участков.

B случае хозяйственно-питьевого водопотре6ления вычисляют отметку пьезометрической линии в узле, где установлена водонапорная башня (гр. 5) из условия обеспечения расчетного напора в сети при низшем уровне регулирующего запаса воды в ВБ:

м.

Отметки пьезометрической линии в остальных узлах вычисляют следующим образом.

Если обходить водопроводную сеть по внешнему контуру по направлению движения воды, то условная отметка пьезометрической линии каждого последующего узла равна отметке этой линии в предыдущем узле минус потеря напора. На участках, где движение при принятом обходе контура будет против движения воды, условная отметка пьезометрической линии в последующем узле будет равна отметке пьезометрической линии предыдущего узла плюс (абсолютное значение) потеря напора на участке.

Свободные напоры в узле (гр. 6) вычисляют как разность отметки пьезометрической линии (гр. 5) и отметки поверхности земли в данном узле (гр. 3 ).

После вычисления графы 6 таблицы 8 для всех узлов сети находят в ней узел c минимальным значением свободного напора, который и будет диктующим. B нашем примере это узел 3, а не принятый ранее узел 7. Свободный напор во всех узлах сети превышает минимальный необходимый свободный напор в сети на вводе в здание, который для двухэтажных зданий при хозяйственно-питьевом водопотре6лении составляет Нсв = 14 м.

Таблица 9 - Расчет напором при хозяйственном водозаборе.

Номер узла	Участок сети	Отметка земли в узле, м	Потеря напора, м	Отметка пьезометрической линии, м	Свободный напор, м
ВБ 1 2 3 6 7 6 5 4 1 ВБ	ВБ-1 1-2 2-3 3-6 6-7 6-7 5-6 4-5 1-4 ВБ-1	220 215 210 210 205 205 210 210 210 218 220	-4,6 -0,5 -0,69 -0,39 -1,53 1,53 2,47 2,6 1,3 0,1	227,6 226,2 225,1 224,3 222,9 222,5 221,8 220,6 220,6 220 227,6	7,6 8,8 15,1 14,3 17,9 17,6 11,8 10,6 10,6 2 7,6
Невязка по внешнему контуру:	0,29

10.2 Расчет напоров при пропуске пожарного расхода

Расчет сводится в табл. 9, который выполняется в рассмотренном выше порядке.

Первоначально вычисляют проектную отметку пьезометрической линии на НС-II (табл.10, гр.5):

м.



Таблица 9 - Расчет Напоров при пропуске пожарного расхода.

Номер узла	Участок сети	Отметка земли в узле, м	Потеря напора, м	Отметка пьезометрической линии, м	Свободный напор, м
НСII ВБ 1 2 3 6 7 6 5 4 1 ВБ	НСII-ВБ ВБ-1 1-2 2-3 3-6 6-7 6-7 5-6 4-5 1-4 ВБ-1	200 220 215 210 210 205 205 210 210 210 218	-4,6 -3,5 -4,9 -5,9 -0,25 -13,6 13,6 5,5 3,3 2,7 3,5	236,85 232,9 231,8 231,5 231,3 231,2 230,1 225, 224 224 224 236	36,85 32,9 11,8 16,5 21,3 21,2 25,1 20 14 14 14 16
Невязка по внешнему контуру сети:	-0,52 м

Диктующей точкой является узел 7.

Свободный напор в узлах сети превышает минимальный необходимый свободный напор y пожарных гидрантов, который для хозяйственно-противопожарной сети низкого давления составляет Нсв = 10 м.

Максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не превышает максимально допустимый - 60 м [2, п. 4.4].

По данным таблиц 8 и 9 строится график напоров по внешнему контуру сети (см. рис. 10).



11. Конструирование водопроводной сети

Трубы выбраны полиэтиленовые, соединение труб предусматриваем торцевой сваркой, при невозможности ее выполнения применяем электросварку специальными муфтами. При этом руководствуемся СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводных систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов».

Для соединения труб с фасонными частями и арматурой используем свободные стальные фланцы на отбортовочных кольцах, образующихся после торцевой сварки трубы и втулки под фланец. Номенклатура полиэтиленовых соединительных деталей включает отводы, тройники равнопроходные и переходные, формованные втулки под фланцы, муфты, угольники, переходы.

Глубину заложения труб до низа принимаем на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры [1, п. 11.40].

Задвижки предусматриваем на всех ответвлениях, в местах пересечения труб водопровода и на ремонтный участках водоводов. На трубопроводах, не имеющих ответвлений, задвижки устанавливают через пять пожарных гидрантов [1, п. 11.10, примечание]. Длину ремонтных участков водоводов принимаем равной длине участков между переключениями, но не более 5 км [1, П. 11.10].

Подземные пожарные гидранты диаметром 125 мм устанавливаем в колодцах c помощью подставок, которые представляют собой крестовины, тройники или патрубки c вертикальным фланцевым отростком диаметром 200 мм для установки пожарного гидранта. Расстояние между ними определяется расчетом и, как правило, составляет 120-150 м. Гидранты устанавливаем вдоль автомобильных дорог на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части, но не ближе 5 м от стен зданий [2, п. 8.6].

Так как степень благоустройства населенного пункта высокая, установка водозаборных колонок не требуется. Водозаборные колонки устанавливаем только в отдельных местах: на рынках, автостанциях и др.

Размещено на Allbest.ru

...