МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ
ПОЖАРНАЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
(кафедра)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«СПЕЦИАЛЬНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ»
«Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта»
МИНСК 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА
2 РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ НУЖДЫ
3 РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ НА ПОЖАРОТУШЕНИЕ И КОЛИЧЕСТВА ОДНОВРЕМЕННЫХ ПОЖАРОВ
4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ
5 РАСЧЕТ НАПОРНО – РЕГУЛИРУЮЩИХ ЕМКОСТЕЙ
6 РАСЧЕТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЕМА
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
1.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА
Населенный пункт
имеет жилую застройку зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением с душевыми.
· численность населения - 26 тыс. человек;
· преобладающая этажность застройки - 5 этажей;
· в населенном пункте расположено здание:
- класс по функциональной пожарной опасности - Ф1.2;
- этажность - 4;
- строительный объем - 20 000 м3
Промышленное предприятие
расположено вне населенного пункта в узле № 5:
· площадь территории - 145 га;
· расход воды на нужды предприятия - 50 л/с
· на территории предприятия расположено два здания с наибольшей пожарной опасностью.
· Первое здание:
- объем здания - 50 000 м3
- степень огнестойкости, категория - V, B2;
· Второе здание:
- объем здания - 18 000 м3
- степень огнестойкости, категория - VII, B1;
· здания без фонарей и шириной - менее 60 м.
Длина участков водопроводной сети
| № участка |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-1 |
2(3)-5(6) |
НС-1 |
| Длина, м |
300 |
275 |
215 |
195 |
295 |
200 |
210 |
150 |
1305 |
2.
РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ НУЖДЫ
2.1
Определение расхода на хозяйственно – питьевые нужды
Объединенный водопровод должен обеспечить максимальный расход воды на хозяйственно – питьевые и производственные нужды в сутки наибольшего водопотребления.
2.1.1
Определение среднесуточного расхода воды на хозяйственно – питьевые нужды
Qх.п.
сут.ср.
= qж
∙Nж
/1000,
где, qж
– проектная норма суточного водопотребления (средняя за год) на одного жителя, л/сут; Nж
– расчетное количество жителей в населенном пункте, чел; 1000 – постоянная для перевода литров в кубические метры.
Проектная норма водопотребления суточная (средняя за год) при жилой застройке населенного пункта зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и централизованным горячим водоснабжением с душевыми, на одного жителя составит 180 л/сут (1, с.71). Расчетное количество жителей в населенном пункте составляет 26 тыс. человек.
Qх.п.
сут.ср.
= qж
∙Nж
/1000 = 180∙26000/ 1000 = 4680 (м3
/сут)
2.1.2
Определение максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения
Qх.п.
сут.мах.
= к сут.мах.
∙ Qх.п.
сут.ср.
,
где, Qх.п.
сут.ср.
–
средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения; ксут.мах.
– коэффициент суточной неравномерности водопотребления. Значение коэффициента находится в пределах от 1,1 до 1,3 (2, п. 6.2). Принимаем к сут.мах.
= 1,3.
Qх.п.
сут.мах.
= к сут.мах.
∙ Qх.п.
сут.ср
= 1,3 ∙ 4680 = 6084 (м3
/сут)
2.1.3
Определение максимального часового расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды
Qх.п.
час.мах.
= к час.мах.
∙ Qх.п.
сут.мах
/24.
,
где, Qх.п.
сут.мах.
– максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения; к.
час.мах.
- коэффициент часовой неравномерности водопотребления.
кчас.мах.
= αмах
∙ βмах
,
где, αмах
- коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы и другие местные условия (обычно принимается равным от 1,2 до 1,4) (2, п. 2.11); βмах
- коэффициент, учитывающий количество жителей в населенном пункте. Значение коэффициента βмах
= 1,15 (2, п. 2.2 табл. 2).
кчас.мах.
= αмах
∙ βмах
= 1,4 ∙ 1,15 = 1,61
Qх.п.
час.мах.
= к час.мах.
∙ Qх.п.
сут.мах
/24 = 1,61 ∙ 6084/24 = 408 (м3
/ч)
2.1.4
Определение максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды
Предположить, что в течение часа вода отбирается равномерно.
Qх.п.
сек.мах.
= Qх.п.
час.мах
∙ 1000/3600.
,
где, Qх.п.
час.мах
– максимальный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м3
/ч; 1000 – постоянная для перевода из кубических метров в литры; 3600 – постоянная для перевода из часов в минуты.
Qх.п.
сек.мах.
= Qх.п.
час.мах
∙ 1000/3600 = 408 ∙ 1000/3600 = 113 (л/с)
2.2
Определение расхода на производственные и хозяйственные нужды
2.2.1
Определение секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды
Qсек.мах.
= Qх.п.
сек.мах
+ Qпр.
сек.
,
где, Qх.п.
сек.мах
– максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, л/с; Qпр.
сек
– секундный расход воды на производственном предприятии, равный 50 л/с (по условию).
Qсек.мах.
= Qх.п.
сек.мах
+ Qпр.
сек.
= 113 + 50 = 163 (л/с)
2.2.2
Определение суточного расхода воды на промышленном предприятии
Предположим, что предприятие работает в три смены и потребление воды в течение суток равномерное.
Qпр
сут
= m ∙ tсмена
∙ Qпр
сек.мах
∙ 3600/1000,
где, m – количество рабочих смен; tсмена
– продолжительность смены, час;
Qпр
сек.мах
- секундный расход воды на производственном предприятии, равный 50 л/с (по условию); 1000 – постоянная для перевода из кубических метров в литры; 3600 – постоянная для перевода из часов в минуты.
Qпр
сут
= m∙tсмена
∙Qпр
сек.мах
∙3600/1000 = 3∙8∙50∙3600/1000 = 4320 (м3
/сут)
2.2.3
Определение максимального суточного расхода воды на хозяйственно – питьевые нужды
Q.
сут.мах.
= Qх.п.
сут.мах.
+ Qпр
сут.,
где, Qх.п.
сут.мах
– максимальный суточный расход на хозяйственно – питьевые нужды, м3
/сут; Qпр
сут
– суточный расход воды на производственном предприятии, м3
/сут.
Q.
сут.мах.
= Qх.п.
сут.мах.
+ Qпр
сут.
= 6084 + 4320 = 10404 (м3
/сут).
3
РАСЧЕТ РАСХОДА ВОДЫ НА ПОЖАРОТУШЕНИЕ И КОЛИЧЕСТВА ОДНОВРЕМЕННЫХ ПОЖАРОВ
3.1
Расчет расхода воды на один пожар в населенном пункте
Для расчета магистральных (кольцевых) линий водопроводной сети расчетный расход воды на один пожар в населенном пункте определяем по численности населения и этажности застройки. При численности населения 26 тыс. человек и застройке зданиями высотой 5 этажей, расход воды на пожаротушение составит Qнп
нар
= 25 л/с (6, п.5.1. табл. 1).
Расход воды на наружное пожаротушение находящегося в населенном пункте четырехэтажного здания класса Ф1.2 объемом 20 тыс. м3
составит Qф1.2
нар
= 20 л/с (6, п. 5.5. табл. 2).
Кроме того, необходимо учитывать расходы воды на внутреннее пожаротушение. Для данного типа здания они составляют 2,5 л/с (6, табл. 1).
3.2
Расчет расхода воды на один пожар на предприятии
Расчетный расход воды на один наружный пожар на производственном предприятии определяется по степени огнестойкости, категории помещений по пожарной опасности и объему этого здания, в котором для тушения пожара требуется наибольший расход.
По заданию наибольшую опасность представляют:
Первое здание:
- объем здания - 50 000 м3
- степень огнестойкости, категория - V, B2;
Второе здание:
- объем здания - 18 000 м3
- степень огнестойкости, категория - VII, B1;
здания без фонарей и шириной - менее 60 м.
Расчетный расход воды на наружное тушение одного пожара на предприятии составляет Qпр
нар.1
= 30 (л/с); Qпр
нар.2
= 25 (л/с) (2, таблица 3).
Расходы на внутреннее пожаротушение составят: Qпр
вн.1
= 2 ∙ 5 = 10 (л/с); Qпр
вн.2
= 2 ∙ 5 = 10 (л/с) (2, таблица 7).
3.3
Расчет расхода воды на пожаротушение
1. При числе жителей свыше 25 и до 50 тыс. человек расчетное количество одновременных пожаров принимаем равное двум. Учитывая, что площадь предприятия составляет менее 150 га, то на территории предприятия возможен только один пожар (2, п.5.20-5.21). При этом, согласно количеству одновременных пожаров, расход воды следует определять как сумму необходимого большего расхода в населенном пункте и 50 % потребного меньшего расхода на предприятии;
Вычислим, где требуется наибольший расход воды: Qнп
пож.1
= 25 л/с, Qнп
пож.2
= 20 + 2,5 = 22,5 л/с; Qпр
пож.1
= 30 + 10 = 40 (л/с), Qпр
пож.1
= 25 + 10 = 35 (л/с). Сравнивая полученные данные получаем, что общий расход равен:
Qпож.
= Qнп
пож.1
∙ 2 + Qпр
пож.1
∙ 0,5 = 25 ∙ 2 + 40 ∙ 0,5 = 70 (л/с)
3.4
Определение точек отбора воды на пожаротушение
Расход воды на пожаротушение Qпож.
будем отбирать в диктующей точке – узел № 4 и в месте расположения предприятия – узел № 5.
Расход воды на пожаротушение в диктующей точке Qд.т.
пож
составит:
Qд.т.
пож
= 2 ∙ (Qнп
нар
+ Qнп
вн
),
где, Qнп
нар
– расчетный расход воды на наружное тушение одного пожара в населенном пункте; Qнп
вн
- расчетный расход воды на внутреннее тушение одного пожара в населенном пункте.
Qд.т.
пож
= 2 ∙ (Qнп
нар
+ Qнп
вн
) = 2 ∙ (25 + 0) = 50 (л/с)
Расход воды Qуз.пр
пож
в месте расположения предприятия составит:
Qуз.пр
пож
= Qпож
- Qд.т.
пож
Qуз.пр
пож
= Qпож
- Qд.т.
пож
= 70 – 50 = 20 (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 минимизации затрат 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 водопроводной сети при подаче расчетных расходов к местам отбора.
4.1.1
Определение удельного расхода воды
qуд
= Qх.п.
сек.мах
/L
где, Qх.п.
сек.мах
– максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, л/с; L – длина магистральной линии, м.
L =
l
1-2
+ l2-3
+ l3-4
+ l4-5
+ l5-6
+ l6-7
+ l7-1
+ l6-
2
где, li
– длина i-го участка водопроводной сети, м.
L = l1-2
+ l2-3
+ l3-4
+ l4-5
+ l5-6
+ l6-7
+ l7-1
+ l6-2
= 300 + 275 + 215 + 195 + 295 + 200 + 210 + 150 = 1840 (м).
qуд
= Qх.п.
сек.мах
/L = 113/1840 = 0,061(л/с)
4.1.2
Определение путевого расхода воды
qпут
i
= qуд
∙ li
где, qуд
– удельный расход воды, л/с; li
– длина i-го участка водопроводной сети, м.
qпут 1-2
= qуд
∙ l1-2
= 0,0614 ∙ 300 = 18,4 (л/с)
qпут 2-3
= qуд
∙ l2-3
= 0,0614 ∙ 275 = 16,9 (л/с)
qпут 3-4
= qуд
∙ l3-4
= 0,0614 ∙ 215 = 13,2 (л/с)
qпут 4-5
= qуд
∙ l4-5
= 0,0614 ∙ 195 = 12,0 (л/с)
qпут 5-6
= qуд
∙ l5-6
= 0,0614 ∙ 295 = 18,1 (л/с)
qпут 6-7
= qуд
∙ l6-7
= 0,0614 ∙ 200 = 12,3 (л/с)
qпут 7-1
= qуд
∙ l7-1
= 0,0614 ∙ 210 = 12,9 (л/с)
qпут 6-2
= qуд
∙ l2-6
= 0,0614 ∙ 150 = 9,2 (л/с)
Проверим правильность выполненных вычислений:
Qх.п.
сек.мах
= ∑ qпут
i
=18,4+16,9+13,2+12,0+18,1+12,3+12,9+9,2=113 (л/с)
Путевые расходы по участкам сети.
| Номер участка |
Расчетная формула |
Расчетные величины |
Расход, л/с |
|
| точный |
округл. |
|||
| 1-2 |
qпут 1-2
|
0,0614 ∙ 300 |
18,420 |
18,4 |
| 2-3 |
qпут 2-3
|
0,0614 ∙ 275 |
16,885 |
16,9 |
| 3-4 |
qпут 3-4
|
0,0614 ∙ 215 |
13,201 |
13,2 |
| 4-5 |
qпут 4-5
|
0,0614 ∙ 195 |
11,973 |
12,0 |
| 5-6 |
qпут 5-6
|
0,0614 ∙ 295 |
18,113 |
18,1 |
| 6-7 |
qпут 6-7
|
0,0614 ∙ 200 |
12,28 |
12,3 |
| 7-1 |
qпут 7-1
|
0,0614 ∙ 210 |
12,894 |
12,9 |
| 6-2 |
qпут 6-2
|
0,0614 ∙ 150 |
9,21 |
9,2 |
4.1.3
Определение узлового расхода воды
q.
узл
n
= 0,5 ∙ ∑ qпут
i
где, qпут
i
– сумма путевых расходов на участках прилегающих к n - му узлу, л/с.
q1
= (q1-7
+ q1-2
)/2 = (12,9 + 18,4)/2 = 15,65
q2
= (q1-2
+ q2-3
+ q2-6
)/2 = (18,4 + 16,9 + 9,2)/2 = 22,25
q3
= (q2-3
+ q3-4
)/2 = (16,9 + 13,2)/2 = 15,05
q4
= (q4-5
+ q3-4
)/2 = (12,0 + 13,2)/2 = 12,6
q5
= (q4-5
+ q5-6
)/2 = (12,0 + 18,1)/2 = 15,05
q6
= (q5-6
+ q6-7
+ q2-6
)/2 = (18,1 + 12,3 + 9,2)/2 = 19,8
q7
= (q1-7
+ q6-7
)/2 = (12,9 + 12,3)/2 = 12,6
Узловые расходы
| № |
Расчетная формула |
Расчетные величины |
Расход, л/с |
|
| точный |
округл. |
|||
| 1 |
q1
|
(12,9 + 18,4)/2 |
15,65 |
15,7 |
| 2 |
q2
|
(9,2 + 18,4 + 16,9)/2 |
22,25 |
22,2 |
| 3 |
q3
|
(16,9 + 13,2)/2 |
15,05 |
15,1 |
| 4 |
q4
|
(12,0 + 13,2)/2 |
12,6 |
12,6 |
| 5 |
q5
|
12,0 + 18,1)/2 |
15,05 |
15,1 |
| 6 |
q6
|
(18,1 + 12,3 + 9,2)/2 |
19,8 |
19,8 |
| 7 |
q7
|
(12,9 + 12,3)/2 |
12,6 |
12,6 |
4.1.4
Подобрать диаметры труб водопроводных линий
Для объединенного противопожарного водопровода в населенных пунктах и на промышленных предприятиях применяются трубы стандартного диаметра от 100 мм и более (2, п.8.4.6).
Полученные значения сводим в таблицу 4.
4.1.5
Определим потери на участках
hi
= 1000i ∙ l
i
/1000,
где 1000i - коэффициент Шевелева
hi
= Ai
∙ l
i
∙ q2
∙ Kn
.
A – удельное сопротивление труб;
Kn
– поправочный коэффициент
При V > 1.2 м/с Kn
= 1.
V = 1,03 м/с Kn
= 1,03.
V = 1,19 м/с Kn
= 1.
Диаметры труб на участках сети подбираем в зависимости от расхода воды на этом участке с использованием «Таблиц для гидравлического расчета водопроводных труб» Ф.А. Шевелева. Принимаем, что трубы выполнены из чугуна.
Полученные значения указаны в таблице 4.
Гидравлический расчет на пропуск воды в обычное время
| Номер кольца |
Номер участка |
Длина участка,м |
Расход на участке, л/с |
Диаметр труб, мм |
Скорость воды, м/с |
1000 i |
Расчетная формула потерь напора |
Расчетные величины |
Потери напора, м |
Увязка сети Δh, м |
| 1 |
2-3 |
275 |
20,7 |
200 |
0,64 |
3,80 |
h = 1000i ∙ lI
|
3,80 ∙ 275/1000 |
1,06 |
-0,11 |
| 3-4 |
215 |
5,6 |
100 |
0,69 |
10,6 |
10,6 ∙ 215/1000 |
2,28 |
|||
| 4-5 |
195 |
7,0 |
125 |
0,55 |
5,36 |
5,36 ∙ 195/1000 |
-1,06 |
|||
| 5-6 |
295 |
72,1 |
300 |
0,99 |
5,06 |
5,06 ∙ 295/1000 |
-1,49 |
|||
| 6-2 |
150 |
4,1 |
100 |
0,5 |
6,03 |
6,03 ∙ 150/1000 |
-0,90 |
|||
| 2 |
1-2 |
300 |
47,0 |
250 |
0,93 |
5,79 |
5,79 ∙ 300/1000 |
1,74 |
0,23 |
|
| 2-6 |
150 |
4,1 |
100 |
0,5 |
6,03 |
6,03 ∙ 150/1000 |
0,90 |
|||
| 6-7 |
200 |
87,8 |
300 |
1,21 |
7,34 |
7,34 ∙ 200/1000 |
-1,47 |
|||
| 7-1 |
210 |
100,4 |
350 |
1,03 |
4,47 |
4,47 ∙ 210/1000 |
-0,94 |
4.1.6
Увязка сети
Для каждого кольца выберем условно – положительное направление – по часовой стрелке (приложение 1). Т.к. оба кольца сети удовлетворяют условию - 0,5 < Δh < 0,5, Следовательно сеть увязана.
4.1.7
Определить потери напора в сети по наиболее вероятным направлениям
Из точки ввода – узел № 1 – в диктующую точку вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям: I – 1-2-3-4; II – 1-7-6-5-4; III – 1-2-6-5-4:
I: hI
= h1-2
+ h2-3
+ h3-4
= 1,74+1,06+2,28 = 5,08 (м)
II: hII
= h1-7
+ h7-6
+ h6-5
+ h5-4
= 0,94+1,47+1,49+1,06 = 4,96 (м)
III: hIII
= h1-2
+ h2-6
+ h6-5
+ h5-4
= 1,74+0,90+1,49+1,06 = 5,19 (м)
Определяем средние потери напора сети в обычное время:
hсети
=( hI
+ hII
+ hIII
)/3 = (5,08+4,96+5,19)/3 = 5,08 (м)
4.2
Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода воды во время пожара
4.2.1
Определить общий расход воды в час максимального водопотребления при пожаре
QΣ
= Qсек. макс.
+ Qпожара.
QΣ
= 163 + 70 = 233 л/с
4.2.2
Проверочный расчет сети
Определить диаметр труб и скорость движения воды по ним.
Скорость движения воды по трубам не должно превышать 2,5 м/с
Полученные значения сводим в таблицу 5.
Гидравлический расчет на пропуск воды во время пожара
| Номер кольца |
Номер участка |
Длина участка,м |
Расход на участке, л/с |
Диаметр труб, мм |
Скорость воды, м/с |
1000 i |
Расчетная формула потерь напора |
Расчетные величины |
Потери напора, м |
Увязка сети Δh, м |
| 1 |
2-3 |
275 |
65,1 |
250 |
1,29 |
10,7 |
h = 1000i ∙ lI
|
10,7∙ 275/1000 |
2,94 |
0,72 |
| 3-4 |
215 |
50,0 |
250 |
1,01 |
6,74 |
6,74∙ 215/1000 |
1,45 |
|||
| 4-5 |
195 |
12,6 |
150 |
0,69 |
6,31 |
6,31∙ 195/1000 |
-1,23 |
|||
| 5-6 |
295 |
97,7 |
350
r /> |
1,00 |
4,30 |
4,30 ∙ 295/1000 |
-1,27 |
|||
| 6-2 |
150 |
14,1 |
150 |
0,77 |
7,77 |
7,77 ∙ 150/1000 |
-1,17 |
|||
| 2 |
1-2 |
300 |
101,4 |
350 |
1,05 |
4,64 |
4,64 ∙ 300/1000 |
1,39 |
0,36 |
|
| 2-6 |
150 |
14,1 |
150 |
0,77 |
7,77 |
7,77 ∙ 150/1000 |
1,17 |
|||
| 6-7 |
200 |
103,4 |
350 |
1,07 |
4,81 |
4,81 ∙ 200/1000 |
-0,96 |
|||
| 7-1 |
210 |
116,0 |
350 |
1,19 |
5,90 |
5,90 ∙ 210/1000 |
-1,24 |
Т.к. оба кольца сети удовлетворяют условию -1 < Δh < 1, следовательно сеть увязана.
4.2.3
Сделать вывод
Рассчитываемая водопроводная сеть обеспечит пропуск необходимых расходов воды для целей пожаротушения. Скорость воды на всех участках удовлетворяет требованию: Vi
< Vдоп
макс
= 2,5 м/с.
Определим потери напора в сети во время пожара по наиболее вероятным направлениям:
I: hI
= h1-2
+ h2-3
+ h3-4
= 1,39+2,94+1,45 = 5,78 (м)
II: hII
= h1-7
+ h7-6
+ h6-5
+ h5-4
= 1,24+0,96+1,27+1,23 = 4,7 (м)
III: hIII
= h1-2
+ h2-6
+ h6-5
+ h5-4
= 1,39+1,17+1,27+1,23 = 5,06 (м)
hсети
=( hI
+ hII
+ hIII
)/3 = (5,78+4,7+5,06)/3 = 5,18 (м)
Вывод:
Материал труб – чугун (2,п.8.21), принимает кольцевую сеть, длину ремонтных участков при двух линиях водопровода следует принимать не более 5 км (2, п.8.10), глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5м больше расчетной глубины промерзания почвы (2, п.8.42). ПГ надлежит устанавливать вдоль автодороги на растояниине более 2,5м от края проезжей части (2, п. 8.16), но не ближе 5м от стен здания, допускается располагать ПГ на проезжей части (2, п.8.16), при этом установка ПГ на ответвлении не допускается (2, п.8.16); при определении размеров колодцев минимальное расстояние до внутренних поверхностей колодца следует принимать по ГОСТ (2, п.8.63).
5
РАСЧЕТ НАПОРНО – РЕГУЛИРУЮЩИХ ЕМКОСТЕЙ
5.1
Расчет резервуаров чистой воды
Резервуар чистой воды (РЧВ) выполняет роль регулирующей и запасной емкости и располагается между НС-I и НС-II подъема.
5.1.1
Определить объем РЧВ
W РЧВ
= Wрег
РЧВ
+ W
н.з
РЧВ
– Wвост
РЧВ
5.1.2
Определить регулирующий объем
Регулирующий объем предназначен для регулирования несоответствия водоподачи
5.1.3
Определить неприкосновенный объем
Wн.з
= Wпожара
+ Wх.п.
+ Wпр
.
1). Пожарный запас.
Принимаем tтуш
=3 часа (2, п.2.24)
2). Хозяйственно-питьевой запас.
Неприкосновенный запас на хозяйственно-питьевые нужды может быть подсчитан по количеству потребляемой воды во время максимального водопотребления за пириуд равному ращетному времени тушения пожара. Если tтуш
=3 часа и Кчас. макс.
=1,7, то три часа наибольшего расхода с 1100
до 1400
. В это время на хозяйственно-питьевые нужды н.п. пасходуется 5,5+7+7=19,5 % от суточного водопотребления
3) Производственный запас.
Wн.з
= Wпожара
+ Wх.п.
+ Wпр.
= 756,0 + 1186,4 + 540 = 2482,4 м3
5.1.4
Определить восстановленный объем воды
W
вост
РЧВ
|
5.1.5
Определить суммарный объем резервуаров чистой воды
W РЧВ
= Wрег
РЧВ
+ Wн.з
РЧВ
– Wвост
РЧВ
= 2077,7+2482,4–1300,5 = 3260 м3
5.1.6
Определить общее количество РЧВ и объем одного из них
W 1
РЧВ
≥ W РЧВ
∙ 1/n,
Принимаем n=3 (1, п.9.21)
5.1.7
Выбрать стандартные резервуары
Выбираю 3 резервуара объемом 1200 м3
Марки и основные параметры резервуаров
| Марка резервуара |
Габаритные размеры в плане, м |
Емкость, м3
|
||
| Ширина |
Длина |
Высота |
||
| РЕ-100М-12 |
12 |
30 |
3,6 |
1200 |
5.1.8
Сделать вывод
Количество пожарных резервуаров должно быть не менее двух (2, п.9.29), при этом в каждом из них должно хранится 50% объема воды на пожаротушения (2, п.9.29). Резервуары следует принимать железобетонные (4, стр.275). Резервуары должны быть оборудованы сливным трубопроводом для подачи и отбора воды, слива избытка воды, сброса грязной воды при ремонте (4, стр.275).
5.2
Рассчитать Водонапорную башню
Водонапорные башни (ВБ) предназначены для:
- регулирования неравномерности водопотребления;
- хранения противопожарного запаса воды;
- создания необходимого напора в сети.
Емкость бака ВБ:
Wбака
= Wрег.
+ Wн.з.
5.2.1
Определить регулирующий объем бака ВБ
Регулирующий объем бака ВБ служит для выравнивания неравномерного водопотребления в течении суток:
А – разность между максимальным и минимальным значениями остатка воды в ВБ. При Кчас. макс.
= 1,7 А = 5,0 % (таблица 7).
Определение регулирующего объема бака водонапорной башни
| Часы суток |
Подача НС-1, % |
Поступление в РЧВ, % |
Расход из РЧВ, % |
Остаток в РЧВ, % |
Подача НС-2, % |
Поступление в ВБ, % |
Расход из ВБ, % |
Остаток в ВБ, % |
Расход воды поселком, % |
| 0-1 |
4,16 |
2,16 |
2,16 |
2 |
1,0 |
0,0 |
1,0 |
||
| 1-2 |
4,16 |
2,16 |
4,32 |
2 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
||
| 2-3 |
4,16 |
2,16 |
6,48 |
2 |
1,0 |
2,0 |
1,0 |
||
| 3-4 |
4,16 |
2,16 |
8,64 |
2 |
1,0 |
3,0 |
1,0 |
||
| 4-5 |
4,16 |
2,16 |
10,8 |
2 |
0,0 |
3,0 |
2,0 |
||
| 5-6 |
4,16 |
2,16 |
12,96 |
2 |
- 1,0 |
2,0 |
3,0 |
||
| 6-7 |
4,16 |
0,16 |
13,12 |
4 |
- 1,0 |
1,0 |
5,0 |
||
| 7-8 |
4,16 |
- 1,84 |
11,28 |
6 |
- 0,5 |
0,5 |
6,5 |
||
| 8-9 |
4,16 |
- 1,83 |
9,45 |
6 |
- 0,5 |
0,0 |
6,5 |
||
| 9-10 |
4,16 |
- 1,83 |
7,62 |
6 |
0,5 |
0,5 |
5,5 |
||
| 10-11 |
4,16 |
- 1,83 |
5,79 |
6 |
1,5 |
2,0 |
4,5 |
||
| 11-12 |
4,16 |
- 1,83 |
3,96 |
6 |
0,5 |
2,5 |
5,5 |
||
| 12-13 |
4,16 |
- 1,83 |
2,13 |
6 |
- 1,0 |
1,5 |
7,0 |
||
| 13-14 |
4,16 |
- 1,83 |
0,3 |
6 |
- 1,0 |
0,5 |
7,0 |
||
| 14-15 |
4,16 |
- 1,83 |
- 1,53 |
6 |
0,5 |
1,0 |
5,5 |
||
| 15-16 |
4,16 |
0,17 |
- 1,36 |
6 |
- 0,5 |
0,5 |
4,5 |
||
| 16-17 |
4,16 |
- 1,83 |
- 3,19 |
6 |
1,0 |
1,5 |
5,0 |
||
| 17-18 |
4,16 |
- 1,83 |
- 5,02 |
6 |
- 0,5 |
1,0 |
6,5 |
||
| 18-19 |
4,16 |
- 1,83 |
- 6,85 |
6 |
- 0,5 |
0,5 |
6,5 |
||
| 19-20 |
4,16 |
0,17 |
- 6,68 |
4 |
- 1,0 |
- 0,5 |
5,0 |
||
| 20-21 |
4,16 |
0,17 |
- 6,51 |
4 |
- 0,5 |
- 1,0 |
4,5 |
||
| 21-22 |
4,16 |
2,17 |
- 4,34 |
2 |
- 1,0 |
- 2,0 |
3,0 |
||
| 22-23 |
4,16 |
2,17 |
- 2,17 |
2 |
0,0 |
- 2,0 |
2,0 |
||
| 23-24 |
4,16 |
2,17 |
0,00 |
2 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
||
| Всего |
100 |
20,14 |
- 20,14 |
19,97 |
100 |
9,0 |
- 9,0 |
5,0 |
100 |
5.2.2
Определить объем неприкосновенного запаса воды в ВБ.
Продолжительность тушения пожара принимаем 10 мин (2, п.9.5).
Wн.з
= Wпож
нар
+ Wпож
вн
.
+ Wх.п
+Wпред.
а) Определить объем на наружное пожаротушение:
б) Определить объем на внутреннее пожаротушения.
в) Определить объем воды на хозяйственно-питьевые нужды.
г) Определить объем воды на производственные нужды.
Wн.з
= 18 + 6 + 67,8 + 30 = 121,8 м3
5.2.3
Определение объема бака ВБ
Wбака
= Wрег.
+ Wн.з.
= 520,2 + 121,8 = 642,0 м3
5.2.4
Выбрать типовой бак
Принимаем 1 стандартный бак емкостью 800 м3
.
5.2.5
Определить диаметр и высоту бака
Wбака
= π/4∙D2
бака
∙ Нбака,
Нбака
/ Dбака
= 0,5 … 1,0
Принимаем Нбака
= 0,5 Dбака
Нбака
= 6,35 м.
5.2.6
Определить высоту башни
Нбашни
= 1,05 ∙ hсети
+ Zд.т.
- Zбашни
+Нсв.
,
Нсв
= 10+4(n-1)
где, n- количество этажей
Нсв
=10+4(5-1) = 26 м.
Нбашни
=1,05 ∙ 5,08 + 65 – 55 + 26 = 41,3 м
Учитывая емкость бака, равную 800 м3
, согласно справочным данным [5] принимаем высоту башни равную 40 м.
5.2.7
Сделать вывод
Максимальный уровень воды в ВБ должен обеспечивать свободный напор в сети не более, не более допустимого 60 м (2. п.2.28):
Нбашни
+ Нбака
<
Нмакс
доп.
41,3+6,35= 47,65 м < 60 м
Так как условие выполняется применение местных насосных установок для повышения напора для зданий, расположенных в диктующей точке или на возвышенностях не требуется.
Башня расположена в узле №1, имеет высоту 40 м, высота бака 6,35 м, диаметр бака12,7 м. Башня выполнена из железобетона. Подача воды из сети в бак и поступления из него осуществляется по разводящему водопроводу.
Для забора неприкосновенного запаса воды используется трубопровод с эл. задвижкой, которая открывается одновременно с пуском ПН.
Водонапорный бак оборудуется грязевой и переливной трубами, которые соединены с канализационным колодцем. Отключает ВБ при пожаре обратный клапан, Эл. задвижка которого в обычное время открыта.
Для подачи воды к месту пожара передвижными ПН из колодца открывают задвижку с помощью вентиля и муфты (4, стр.278).
6
РАСЧЕТ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВТОРОГО ПОДЪЕМА
Принимаем НС-II I- категории (2, п.7.1. примеч.1).
6.1
Рассчитать режим работы НС-
II
в обычное время
6.1.1
Определить подачу первой ступени
Пминим
< П1
< 4,17 %
При Кчас.макс.
= 1,7 и Пмин
= 1,0% выбираем П1
= 2%:
6.1.2 Определить подачу во время работы 2-х ступеней
4,17< П2
< Пмакс
,
При Кчас.макс.
= 1,7 и Пмакс.
= 7,0% выбираем П2
= 6%
6.1.3 Определить напор в обычное время
Нхоз
= 1,05 hвод
+ Нбака
+ Нбашни.
+(Zбашни.
- Zн
)
1). Определить количество напорных линий НС- II.
Для НС- II I- категории принимаем 2 напорных линии (2, п.7.6)
2). Определить расход воды через один водовод в аварийном случае.
Qвод.
= Qп
2ст
∙ 0.7
Qвод.
= 173,4 ∙ 0,7 = 121,4 л/с
3). Определение скорости движения воды в водоводе.
Экономичные скорости движения воды в водоводах при dвод
= 350 мм 0,8—2,0 м/с (2, п.7.9):
Vвод
= 4 Qвод
/ π d2
вод
Vвод
= 4 ∙ 0,1214/3,14(0,35)2
=1,26 м/с
Скорость находится в допустимых границах.
4). Определить максимальные потери напора в водоводе в аварийном случае:
hвод
=А ∙ l
вод
∙ Qвод.
2
∙ Кп
Кп
=1 (4, таблица.5) при d = 350мм А = 0,437 с2
/м6
hвод
= 0,437 ∙ 1840(0,1214)2
= 11,85 м
Нхоз
= 1,05 hвод
+ Нбака
+ Нбашни.
+ (Zбашни.
- Zн
) = 1,05 ∙ 11,85 + 6,35 +
40,0 + (55,0 - 52,5) = 61 м
6.2
Расчет режима работы НС-
II
во время пожара
6.2.1
Расчет требуемой подачи насосов НС-
II
Qпож
нас
= Qп
2ст.
+ Qпож
,
Qпож
нас
= 173,4 + 70 = 243,4 л/с
6.2.2
Расчет напора
Нпож
=1,05 ∙ (hвод
пож
+ hсети
пож
) + Нсв
+ (Zд.т .
- Zн
)
1). Определение расхода воды через один водовод во время пожара:
Qвод
пож
= Qвод
+ Qпож.
Qвод
пож
= 121,4+70 = 191,4 л/с
Находим скорость движения в водоводе:
Vвод
пож
= 4 Qвод
пож
/ π d2
вод
Vвод
пож
= 4 ∙ 0,1914/3,14 ∙ (0,35)2
= 2,0 м/с
2). Определить потери напора в водоводах во время пожара:
hвод
пож
= А ∙ l
вод
∙ (Qвод
пож
).
2
∙ Кп
при V= 2 м/с Кп
=1
hвод
пож
= 0,437 ∙ 1840 ∙ (0,1914)2
= 29,46 м
3). Минимальный свободный напор в диктующей точке принимаем 10м (2, п.2.30):
Нпож
= 1,05 ∙ (hвод
пож
+ hсети
пож
) + Нсв
+ (Zд.т .
- Zн
) =
= 1,05 ∙ (29,46 + 5,18) + 10 + (65 - 52,5) = 58,9 м.
4). Сделать вывод:
Рассчитываемый максимальный свободный напор в сети объединенного противопожарного водопровода должен быть не более максимально допустимого - 60м.
Нпож
– 1,05 hвод
пож
-(Zбашни.
- Zн
) < Нмакс
58,9 - 1,05 ∙ 29,46 - (55 – 52,5) = 25,5 м < 60 м. - условие выполняется
6.3
Подобрать насосы
6.3.1
Выбрать и обосновать выбор вида НС-
II
Выбираем НС- II низкого давления.
6.3.2
Выбрать схему подключения насосов
Выбираем параллельную схему подключения.
6.3.3
Подобрать хозяйственно-питьевые и пожарные насосы
Характеристика насосов
| Режимы работы НС - 2 |
Расчетная подача НС-2, л/с |
Расчетный напор насосов, м |
Количество принятых насосов |
|
| Обычный режим первая ступень Q1 ст
вторая ступень Q2 ст
|
58 173 |
Нхоз
61 |
ВД-9 3 основных 1 резервный |
ВД-9 3 основных 1 доп. 2 резервных |
| Во время пожара QНС-2
|
243,4 |
Нпож
58,9 |
ВД-9 1 доп. 1 резервный |
|
6.3.4
Определить выбор количества резервных насосов
Выбираем 2-резервных насоса (2, п.7.3).
6.3.5
Сделать вывод
Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована запорным и как правило, обратным клапаном. Количество всасывающих и напорных линий к НС независимо от числа и групп установленных насосов, включения пожарных насосов должно быть не менее 2-х (2, п.7.6).
В НС с двигателями внутреннего сгорания допускается размещать расходную емкость с жидким топливом (бензин до 250л, диз. топливо до 500л) в помещениях, отделенных от машинного зала несгораемыми конструкциями с пределом огнестойкости не менее 2-х часов (2, п.7.21).
НС противопожарного водоснабжения допускается размещать в производственных зданиях. При этом они должны быть отделены противопожарными перегородками (2, п.7.3).
Список использованной литературы
1. Специальное водоснабжение: справочник. И.В. Карпенчук, М.Ю. Стриганова, А.И. Красовский – Минск, КИИ МЧС Респ. Беларусь, 2007г. – 79 с.
2. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
3. СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».
4. «Гидравлика и противопожарное водоснабжения» Под. Редакцией Ю.А. Кошмарова.
5. «Специальное водоснабжение: курсовое проектирование наружного противопожарного водоснабжения». А.И. Красовский, И.В. Карпенчук – Минск, КИИ МЧС РБ, каф. ПАСТ. 2001г. – 47 с.
6. СНБ 4.01.02-03 «Противопожарное водоснабжение».
Расчетная схема пропуска расхода воды в обычное время
Приложение 1
50,0 72,1
|
|
|
|
|
|
|
19,8 87,8 12,6
15,1 100,4
4,1 II
15,7
7,0 I
22,2 47,0
20,7
12,6 5,6 15,1
Из точки ввода – узел № 1 – в диктующую точку вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям: I – 1-2-3-4; II – 1-7-6-5-4; III – 1-2-6-5-4
Расчетная схема пропуска расхода воды во время пожара
Приложение 2
50,0 97,7
|
|
|
|
|
|
|
19,8 103,4 12,6
15,1
20,0 116,0
14,1 II
15,7
12,6 I
22,2 101,4
65,1
50
12,6 50,0 15,1
Из точки ввода – узел № 1 – в диктующую точку вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям: I – 1-2-3-4; II – 1-7-6-5-4; III – 1-2-6-5-4