1.3.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^*, а для внутреннего пожаротушения по СНиП 2.04.01-85^*.

1.3.1. Поселок. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84^*, при количестве жителей 28000 человек принимаем два одновременных пожара (п. 2.12, табл. 5 СНиП 2.04.01-84^*), при двухэтажной застройке – расход воды 20 л/c на один пожар.

Q^пос_{пож.нар}= 220 = 40 л/c.

Расход воды на внутреннее пожаротушение прачечной, объемом 10000 м³, согласно СНиП 2.04.01-85^*, п. 6.1^*, таблица 1^*принимаем одну струю производительностью 2,5 л/c.

Q^об.зд_пож.вн= 12,5 = 2,5 л/c.

Расход воды на пожаротушение в поселке

Q^пос_пож=Q^пос_{пож.нар}+Q^пос_пож.вн= 40 + 2,5 = 42,5 л/c.

1.3.2. Предприятие. Так как площадь предприятия более 150 га, то согласно п. 2.22 СНиП 2.04.02-84^*на предприятии принимаем два одновременных пожара.

Согласно п. 2.14, таблица 8, примечания 1 СНиП 2.04.02-84^*, расчетный расход воды для здания объемом 200 тыс. м³

Q^пр_{пож.нар1} = 40 л/c,

а для здания объемом 300 тыс.м³

Q^пр_{пож.нар2}= 50 л/c,

Таким образом

Q_пр^{пож.нар}= 40 + 50 = 90 л/c.

Согласно СНиП 2.04.01-85^*, п. 6.1, таблица 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях принимаем из расчета для здания объемом 200 тыс. м³

Q^пр_пож.вн1= 25 = 10 л/c,

а для здания объемом 300 тыс.м³

Q^пр_пож.вн2= 35 = 15 л/c,

Тогда общий расход на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях

Q^пр_пож.вн=Q^пр_пож.вн1+Q^пр_пож.вн2= 10 + 15 = 25 л/c.

Расход воды на пожаротушение на предприятии

Q^пр_пож=Q^пр_{пож.нар}+Q^пр_пож.вн= 90 + 25 = 115 л/c.

1.3.3 Общий расход воды на пожаротушение в поселке и на предприятии определяем согласно п. 2.23 СНиП 2.04.02-84^*, учитывая соотношение Q^пос_пож< Q^пр_пож, как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода в поселке

Q^пож_рас=Q^пр_пож+ 0,5Q^пос_пож= 115 + 0,542,5 = 136,25 л/c.

2. Гидравлический расчет наружной водопроводной сети промышленного объекта

Исходные данные: длина здания l_с.дл = 200 м, ширина здания l_с.ш = 42 м, расстояние от трассы сети до здания l_дозд = 40 м одинаково со всех сторон.

Определить: расстояние между пожарными гидрантами, количество гидрантов и их расстановку на сети.

Решение.

Определить расстояние между ПГ по графику из приложения 2. Оно составляет l_ПГ = 150 м.

Определить расстояние сети по длине здания по формуле (2.19)

l_с.дл=200 + 2  40 = 280 м.

Определить расстояние сети по ширине здания по формуле (2.20)

l_с.ш=42 + 2  40 = 122 м.

Определить количество пожарных гидрантов

, ;

Принимается n_ПГ = 6.

Расстановка пожарных гидрантов на сети производится произвольно на расстоянии не более 150 м между ними. Рекомендуется начать расстановку пожарных гидрантов от наиболее удаленного от ввода ПГ-3, как показано на рисунке 2.3.

3. Определение режима работы НС-II

Обычно принимают двух или трехступенчатый режим работы НС-II. При любом режиме работы НС-IIподача насосов должна обеспечить полностью 100% потребление воды поселком. Примем двухступенчатый режим работы НС-II с подачей каждым насосом 2,5% в час от суточного водопотребления. Тогда один насос за сутки подаст 2,524 = 60% суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100 – 60 = 40% суточного расхода воды и его нужно включать на 40 / 2,5 = 16 часов.

В соответствии с графиком водопотребления (рисунок 3.2) второй насос включается в 6 часов и выключается в 22 часа. Данный режим работы нанесён на рисунок 3.2 пунктирной линией.

Рисунок 3.2. Режим работы НС-IIи график водопотребления

Для определения регулирующей ёмкости бака водонапорной башни составим таблицу 3.2. В графе 1 проставлены часовые промежутки, а в графе 2 часовое водопотребление в % от суточного водопотребления в соответствии с графой 11 таблицы 3.1. в графе 3 подача насосов в соответствии с предложенным режимом работы НС-II(рисунок 3.2).

Если подача насосов выше, чем водопотребление поселка, то разность этих величин записывается в графу 4 (поступление в бак), а если ниже – в графу 5 (расход из бака).

Остаток воды в баке (графа 6) к концу некоторого часового промежутка определяется как алгебраическая сумма данных граф 4 и 5 (положительных при поступлении воды в бак и отрицательных при расходе из него). Например, к концу первого часа в баке накопилось 1,35% от суточного расхода воды, а к четвёртому часу 1,35 + 1,57 + 1,57 + 1,57 + 0,65= 6,71%. В пять часов водопотребление в поселке стало выше подачи насосов и к шестому часу в баке осталось 6,7 – 0,28 = 6,43% суточного расхода воды.

Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины графы 6. В рассмотренном примере емкость бака башни получилась равной 6,80 + 3,54 = 10,34% от суточного расхода воды.

При выполнении курсовой работы рекомендуется проанализировать несколько режимов работы НС-II. Поставим задачу путем изменения времени включения и выключения насосов, а, также изменяя интенсивность подачи каждого насоса достигнуть минимальной емкости водонапорной башни, получим следующие значения:

Первый насос: подает воду круглосуточно с производительностью 1,5% от суточного водопотребления в час;

Второй насос: включается в работу в 6 часов и в течение 15 часов подает в час 4,27% от суточного водопотребления.

Во втором случае емкость водонапорной башни будет равна

22,35 + 0,15 = 2,5%

Второй вариант работы насосов отображен на графике водопотребления (рисунок 3.2) штрихпунктирной линией и также представлен в таблице 3.2.

Окончательно принимаем режим работы НС-II по второму варианту.

Таблица 3.2. – Водопотребление и режим работы насосов

Время суток	Часовое водопотребление (см. табл. 3.1, графа 11)	Iвариант				IIвариант
		Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке	Подача насосов	Поступление в бак	Расход из бака	Остаток в баке
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0-1	1,15	2,5	1,35	-	1,35	1,5	1,5	-	0,35
1-2	0,93	2,5	1,57	-	2,92	1,5	1,5	-	0,92
2-3	0,93	2,5	1,57	-	4,49	1,5	1,5	-	1,49
3-4	0,93	2,5	1,57	-	6,06	1,5	1,5	-	2,06
4-5	1,85	2,5	0,65	-	6,71	1,5	1,5	0,35	1,71
5-6	2,78	2,5	-	0,28	6,43	1,5	1,5	1,28	0,43
6-7	4,63	5	0,37	-	6,80	5,77	5,77	-	1,57
7-8	6,02	5	-	1,02	5,78	5,77	5,77	0,25	1,31
8-9	6,44	5	-	1,44	4,34	5,77	5,77	0,67	0,64
9-10	5,53	5	-	0,53	3,81	5,77	5,77	-	0,88
10-11	4,60	5	0,4	-	4,21	5,77	5,77	-	2,04
11-12	5,52	5	-	0,52	3,69	5,77	5,77	-	2,29
12-13	6,93	5	-	1,93	1,76	5,77	5,77	1,16	1,13
13-14	6,95	5	-	1,95	-0,19	5,77	5,77	1,18	-0,06
14-15	5,52	5	0,4	0,52	-0,71	5,77	5,77	-	0,19
15-16	4,60	5	-	-	-0,31	5,77	5,77	-	1,36
16-17	5,27	5	-	0,27	-0,58	5,77	5,77	-	1,85
17-18	6,45	5	-	1,45	-2,03	5,77	5,77	0,68	1,17
18-19	6,45	5	-	1,45	-3,48	5,77	5,77	-	0,49
19-20	5,06	5	-	0,06	-3,54	5,77	5,77	0,71	1,19
20-21	4,61	5	0,39	-	-3,15	5,77	5,77	1,16	2,35
21-22	3,23	5	1,77	-	-1,38	1,5	1,5	-	0,62

Продолжение таблицы 3.2

22-23	2,27	2,5	0,23	-	-1,15	1,5	1,5	-	-0,15
23-24	1,36	2,5	1,15	-	0	1,5	1,5	0,15	0,00
Всего	100%

4. Гидравлический расчет водоводов

Цель гидравлического расчета водоводов – определить потери напора при пропуске расчетных расходов воды. В данном разделе необходимо определить диаметр водоводов и потери напора. Методика определения описана в данных методических указаниях.

5. Расчет водонапорной башни

5.1. Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле (2.28)

Свободный напор в сети равен

Н_св= 10 + 4 (2 – 1) = 14 м.

Тогда высота водонапорной башни равна

Н_вб= 1,13,80 + 14 + (92 – 100) = 10,8 м.

В курсовой работе разность геодезических отметок равна 0 (плоскость земли ровная).

5.2. Определение емкости бака водонапорной башни

Емкость бака водонапорной башни определяется по формулам 2.29-2.30.

W^10мин_нз.пож = Q^пр_пож  10  60 / 1000 = (50+15) ^ 10  60 / 1000 = 39 м³ ,

W^10мин_нз.х-п. = Q^пос._пр  10 / 60 = 502,23  10 / 60 = 84 м³.

таким образом

W_нз = 39 + 84 = 123 м³.

Регулирующий объем воды в емкостях определяем на основании графика водопотребления и режима работы НС-II , который приведен на рисунке 3.2 и в таблице 3.2.

W_рег= ( KQ^об_сут) / 100 = 2,57232 / 100 = 181 м³,

В результате получаем емкость бака водонапорной башни

W_б= 123 + 181 = 304 м³.

По приложению 14 принимаем типовую водонапорную башню высотой 15 м с баком емкостью 500 м³.

Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:

, (3.1)

Н_б = Д_б/ 1,5, (3.2)

В рассматриваемом примере эти величины составят

;Н_б = 9,84 / 1,5 = 6,56 м.

Сохранение неприкосновенного запаса воды в баке водонапорной башни осуществляется за счет расположения на разных уровнях приемных патрубков хозяйственных и пожарных трубопроводов. Для отбора неприкосновенного запаса используется трубопровод с электрозадвижкой, который открывается при пуске пожарного насоса.

6. Расчет резервуаров чистой воды

Расчет производится по формулам 2.31-2.37.

Режим работы НС-II принимаем равномерным, при этом она должна подавать все 100% суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды НС-I составляет 100 / 24 = 4,176% суточного расхода воды в поселке. Воспользуемся графиком, представленным на рисунке 3.2 для определения регулирующей емкости резервуаров в %:

W_рег= (5,77 – 4,176)15 = 23,910 %, или

W_рег= (4,176 – 1,5)(6 + 3) = 24,084 %

Зная суточный расход воды, определим регулирующий объем резервуара

W_рег= (723224,1) / 100 = 1743 м³.

Неприкосновенный объем бака РЧВ:

W^н.з._пож = 136,2533600 / 1000 = 1742 м³.

При определении Q^пос._прне учитываем расходы на поливку территории, прием душа и т.п. Для нашего случая максимальный расход будет согласно таблицы 3.1.

Q^пос._пр = 502,23 м³.

Поэтому неприкосновенный запас воды на хозяйственно-питьевые нужды

W^н.з._х-п.= Q^пос._пр.= 502,233 = 1507 м³

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен

W_н.з.= 1742 + 1507 = 3249 м³.

Полный объем резервуаров чистой воды

W_рчв = W_рег+ W_н.з.= 1743 + 3249 = 4992 м³.

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

Принимаем два типовых резервуара объемом 2000 м³каждый.

7. Подбор насосов для насосной станции II подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна

Q^хоз._нас1= Q^об_сут1,5 / 100 = 72321,5 / 100 = 108,48 м³/ч = 30,13 л/с,

Q^хоз._нас2= Q^об_сут4,27 / 100 = 72324,27 / 100 = 308,81 м³/ч = 85,78 л/с.

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формулам 2.38 или 2.39.

Тогда

H^хоз._нас= 1,13,8 + 15 + 6,56 + (100 - 96) = 29,74 м.

Напор насосов во время пожара определяем по формуле

H^пож._нас= 1,1(h^вод._пож+ h_с.) + Н_св+ (Z_д.т.– Z_н.с.),

Тогда

H^пож._нас= 1,1(17,77 + 30,06) + 10 + (92 – 96) = 58,61 м.

Выбор типа НС-II (низкого или высокого давления) зависит от соотношения требуемых напоров при работе водопровода в обычное время и при пожаре, так как разница напоров более 10 м, то насосную станцию НС-II строим по принципу высокого давления.

Подбор марок насосов выполняем по приложениям 8 и 9.

Категорию насосной станции по степени обеспеченности подачи воды определяем по п. 7.1, а количество резервных агрегатов по табл. 32, п. 7.3 СНиП 2.04.02-84*.

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3. – Основные данные о принятых насосах

Назначение насоса	Расчетная подача насоса, л  с-1	Расчетный напор насоса, м	Принятая марка насоса	Категория НС-II	Количество насосов
					рабочих	резервных
1	2	3	4	5	6	7
Хозяйственный	30,13	29,74	К160/30 (6К-8)	I	1	1
Пожарный	252,16	58,61	Д1250-65 (12 НДс)	I	1	1

Приложение 1

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Кафедра Безопасности жизнедеятельности