Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

«ПОЖАРНАЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

(кафедра)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«СПЕЦИАЛЬНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ»

(дисциплина)

«Расчет системы противопожарного водоснабжения объекта»

(тема)

Выполнил: _________________

(должность) _________________

(специальное звание)

(фамилия, инициалы)

Проверил: _________________

(должность) _________________

(специальное звание) _________________

(фамилия, инициалы)

МИНСК 2014

1. Краткая характеристика объекта

Населенный пункт имеет застройку зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн. Численность населения населенного пункта составляет 3 тысяч человек. Преобладающая этажность застройки - 2 этажей. Расчетная схема № 2.

Промышленное предприятие расположено в населенном пункте и имеет объединенный с населенным пунктом водопровод. Площадь территории предприятия 60 га. Расход воды на предприятии в час максимального потребления воды составляет 10 л/с. Узел, из которого отбирается расход № 2.

На предприятии имеются здания без фонарей шириной 60 м, I степени огнестойкости, объемом помещений 15 тыс. м3, категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности А.

Таблица 1. 1.

Длина участков водопроводной сети.

Номер участка	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-1	3-6	l нс - 1
Длина, м	260	280	295	230	300	330	165	165	1350

Насосная станция второго подъема (НС-II) расположена в 1350 м от точки ввода, в которой расположена водонапорная башня. Насосная станция находится на геодезической отметке 67 м, водонапорная башня расположена на геодезической отметке 70 м.

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

2.1 Определить расходы на хозяйственно-питьевые нужды

расчет расход вода пожаротушение

Определить средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Qх. п. сут. ср = к · qж · Nж / 1000, (2. 1)

где к -коэффициент, учитывающий расходы воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы;

qж -удельное водопотребление одним жителям в сутки, л/сут. ;

Nж -расчетное количество жителей в населенном пункте, чел.

Согласно заданию, населенный пункт застроен зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией без ванн. Удельное среднесуточное (за год) водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды составляет 125-160 л/сут. (1, п. 2. 1 табл. 1). Для расчета принимаем qж = 150 л/сут.

Расходы воды на нужды местной промышленности и неучтенные расходы допускается применять дополнительно в размере 10-20% от расхода на хозяйственно-питьевые нужды (1, примечание 1 к табл. 1).

Поэтому принимаем к = 1, 1.

к час. мах = бмах · вмах, (2. 4)

где бмах -коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и др. местные условия;

вмах -коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте.

бмах = 1, 2 - 1, 4 (1, п. 2. 2). Принимаем бмах = 1, 4

вмах = 1, 5 (1, табл. 2).

к час. мах = бмах · вмах = 1, 4 · 1, 5 = 2, 1

Тогда для расчета максимального часового расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения:

Отсюда:

Qх. п. час. мах = к час. мах · Qх. п. сут. мах / 24 = 2, 1 · 594 / 24 = 52 (м3/ч)

Определить максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды.

Предположим, что в течении часа вода отбирается равномерно.

Qх. псек. мах = Qх. п. час. мах · 1000 / 3600, (2. 5)

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 секунды.

Qх. псек. мах = Qх. п. час. мах · 1000 / 3600 = 52 · 1000 / 3600 = 14, 4 (л/сек.)

2.2 Определить расходы на производственные и хозяйственно-питьевые нужды

Определить секундный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Qсек. мах = Qх. псек. мах + Qпр сек., (2. 6)

где Qх. псек. мах -максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, л/с;

Qпр сек. -секундный расход воды на производственном предприятии, л/с.

По условию задания Qпр сек. = 10 л/с

Qсек. мах = Qх. псек. мах + Qпр сек. = 14, 4 + 10 = 24, 4 (л/с)

Определить суточный расход воды на промышленном предприятии.

Qпр сут. = m · tсмена · Qпр сек. мах · 3600 / 1000, (2. 6)

где m -количество рабочих смен;

tсмена -продолжительность смены, час;

Qпр сек. мах -секундный расход воды на производственном предприятии, л/с.

Предположим, что предприятие работает в три смены и потребление воды в течение суток равномерное.

Qпр сут. = m · tсмена · Qпр сек. мах · 3600 /1000 = 3 · 8 · 10 · 3600 / 1000 = 864 (м3/сут.)

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

Qсут. мах = Qх. п. сут. мах + Qпр сут., (2. 8)

где Qх. п. сут. мах -максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м3/ сут;

Qпр сут. -суточный расход воды на производственном предприятии, м3/ сут.

Qсут. мах = Qх. п. сут. мах + Qпр сут. = 594 + 864 = 1458 (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 3 тыс. человек и застройке зданиями высотой 2 этажа, расчетный расход воды на один наружный пожар в населенном пункте составит (2, п. 5 табл. 1) : Qн. п. нар = 10 л/с.

Кроме того, необходимо учитывать расходы на внутреннее пожаротушение дополнительно к расходам воды на наружное пожаротушение (2, п. 5). Но для данной этажности зданий внутреннее пожаротушение не предусматривается, т. е. Qн. п. вн = 0 л/с (2, табл. 6).

3.2 Расчет расхода воды на один пожар на промпредприятии

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 пожарную опасность представляет здание I степени огнестойкости с категорией помещений А объемом 15 тыс. м3. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение на предприятии составляет Qпр. нар = 15 л/с (2, табл. 3).

Внутреннее пожаротушение, расчетный расход воды на один внутренний пожар на предприятии составит: Qпр. вн. = 2*5=10 л/с (2, табл. 2).

3.3 Расчет числа одновременных пожаров и расхода воды на пожаротушение

При числе жителей 3 тыс. человек принимаем один пожар в населенном пункте (2, табл. 1). расход воды на тушение этих пожаров будем отбирать в диктующей точке -узел № 5 (приложение 1) :

Qд. т. пож. = (Qн. п. нар. + Qн. п. вн.) = (10 + 0) = 10 (л/с)

В расчетное количество пожаров в населенном пункте включены пожары на промышленных предприятиях, расположенных в пределах населенного пункта (2, табл. 1). По заданию рассчитываемый водопровод обслуживает одно предприятие. Так как занимаемая им площадь 60 га, что менее 150 га, то на предприятии возможен 1 пожар (2, п. 5. 20).

Рассчитываем расход воды на тушение пожара на промышленном предприятии:

Qпож. = (Qпр. нар. + Qпр. вн.) = (10 + 15) = 25 (л/с)

В расчетный расход воды следует включать соответствующие расходы воды на пожаротушение на этих предприятиях но не менее, указанных в табл. 5 (1, примечание 5). Соответственно принимаем общий расход воды на нужды пожаротушения в населенном пункте и на промышленном предприятии. Поэтому, согласно приложению к табл. 1 (2, п. 5) принимаем общий расход воды на пожаротушение в населенном пункте и на промышленном предприятии:

Qпож. = 25 л/с.

В месте расположения предприятия -узел № 2 -отбираем расход воды (приложение 1) :

Qуз. прпож = Qпож - Qд. т. пож = 25 - 10 = 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 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.

Определить удельные расходы воды.

qуд. = Qх. псек. мах / ? Li, (4. 1)

где Qх. псек. мах -максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, л/с;

Li -длина i-го участка водопроводной сети, м.

? Li = L1-2 + L2-3 + L3-4 + L4-5 + L5-6 + L6-7 + L7-1 + L3-6 =

= 260 + 280 + 295 +230 + 300 + 330 + 165 + 165 = 2025 (м)

qуд. = Qх. псек. мах / ? Li = 14, 4 / 2025 = 0, 0071 (л/мс)

Определить путевые расходы воды.

q пут. i = qуд. · L i, (4. 2)

где qуд. -удельный расход воды, л/с;

L i -длина i-го участка водопроводной сети, м.

Значения q пут. i занесем в таблицу 4. 1.

Таблица 4. 1

Путевые расходы по участкам сети

Номер участка	Расчетная формула	Расчетные величины	Расход, л/с
			точный	округленный
1-2	q пут. 1-2 = qуд. · L 1-2	0, 0071 · 260	1, 85	1, 85
2-3	q пут. 2-3 = qуд. · L 2-3	0, 0071· 280	1, 998	2
3-4	q пут. 3-4 = qуд. · L 3-4	0, 0071 · 295	2, 1	2, 1
4-5	q пут. 4-5 = qуд. · L 4-5	0, 0071 · 230	1, 638	1, 64
5-6	q пут. 5-6 = qуд. · L 5-6	0, 0071 · 300	2, 141	2, 14
6-7	q пут. 6-7 = qуд. · L 6-7	0, 0071 · 330	2, 352	2, 35
7-1	q пут. 7-1 = qуд. · L 7-1	0, 0071 · 165	1, 181	1, 18
3-6	q пут. 3-6 = qуд. · L 3-6	0, 0071 · 165	1, 181	1, 18

Во избежание арифметических ошибок выполняем проверку, при этом путевые расходы округляем до десятых долей единиц:

Qх. псек. мах = ? q пут. i, (4. 3)

Qх. псек. мах = 1, 85 + 2 + 2, 1 + 1, 64 + 2, 14 + 2, 35 + 1, 18 + 1, 18 = 14, 4 (м)

Определить узловые расходы воды.

q уз. n = 0, 5 ? q пут. i, (4. 4)

где q пут. i -сумма путевых расходов на участках прилегающих к n -му узлу, л/с.

Значения q уз. n занесем в таблицу 4. 2.

Таблица 4. 2

Узловые расходы

№	Расчетная формула	Расчетные величины	Расход, л/с
			Точн.	округл.
1.	q 1 = 0, 5 · (q1-7 + q1-2)	0, 5 · (1, 18+1, 85)	1. 51	1. 5
2.	q 2 = 0, 5 · (q1-2 + q2-3)	0, 5 · (1. 85+2)	1. 897	1. 9
3.	q 3 = 0, 5 · (q2-3 + q3-4+ q 3-6)	0, 5 · (2. 1+2+1. 18)	2. 598	2. 6
4.	q 4 = 0, 5 · (q3-4 + q4-5)	0, 5 · (2. 1+1. 64)	1. 89	1. 9
5.	q 5 = 0, 5 · (q4-5 + q5-6)	0, 5 · (1. 64+2. 14)	1. 89	1. 9
6.	q 6 = 0, 5 · (q5-6 + q6-7 + q3-6)	0, 5 · (2. 14+2. 35+1. 18)	2. 8	2. 8
7.	q 7 = 0, 5 · (q6-7 + q1-7)	0, 5 · (2. 35+1. 18)	1. 796	1. 8

Во избежание арифметических ошибок выполняем проверку, при этом путевые расходы округляем до десятых долей единиц:

Qх. псек. мах = ? q уз. n, (4. 5)

где Qх. псек. мах -максимальный секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта, л/с;

q уз. n -расход в n-ом узле водопроводной сети, л/с.

Qх. псек. мах = ? q уз. n = 1. 5 + 1. 9 + 2. 6 + 1. 9 + 1. 9 + 2. 8 + 1. 8 = 14. 4 (л/с)

Вычертить расчетную схему.

Из точки ввода -узел №1- в диктующую точку -узел№5- вода может поступать по трем наиболее вероятным направлениям, а именно:

- 1-2-3-4-5

- 1-2-3-6-5

- 1-7-6-5

Эти направления по схеме обозначаем стрелками. Производим предварительное распределение расчетных расходов в сети, начиная с диктующей точки (приложение 2). Распределение выполняется при соблюдении условия равенства суммы расходов воды, подходящих к узлу, и суммы расходов воды, отходящих от узла.

Подобрать диаметры труб водопроводных линий.

1. Диаметры трубопроводов объединенного противопожарного водопровода принимаем по расчету, но не менее чем 100 мм (2, п. 10. 3).

2. Диаметры труб на участках сети подбираем в зависимости от расходов воды на этих участках с использованием «Таблиц для гидравлического расчета водопроводных труб» Ф. А. Шевелева (для чугунных водопроводных труб). При этом выбираем такие диаметры, чтобы добиться экономически выгодной скорости движения воды - 0, 7-1, 2 м/с.

3. Полученные значения сводим в таблицу 4. 3.

Таблица 4. 3

Гидравлический расчет на пропуск воды в обычное время

Номер кольца	Номер участка	Длина участка, м	Расход на участке q, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость воды, м/с	1000i	Расчетная формула потерь напора	Расчетные величины	Потери напора h, м	Невязка сети Дh, м
1	3-4	295	2	100	0, 25	1, 66	hi = Li · (1000i) i / 1000	295 · 1, 66 / 1000	0, 49	0, 07
	4-5	230	0, 1	100	0, 013	0, 01		230 · 0, 01 / 1000	0, 0
	6-5	300	1, 79	100	0, 22	1, 39		300 · 1, 39 / 1000	-0, 42
	3-6	165	0, 1	100	0, 013	0, 01		165 · 0, 01 / 1000	0, 0
2	1-2	260	16, 6	150	0, 9	10, 5		260 · 10, 5 / 1000	2, 73	0, 38
	2-3	280	4, 7	100	0, 58	7, 78		280 · 7, 78/ 1000	2, 18
	3-6	165	0, 1	100	0, 013	0, 01		165 · 0, 01/ 1000	0, 0
	1-7	165	6, 3	100	0, 77	13, 2		165 · 13, 2 / 1000	-2, 18
	7-6	330	4, 5	100	0, 55	7, 14		330 · 7, 14/ 1000	-2, 36

Определить потери на участках.

hi = Li · (1000i) i / 1000, (4. 6)

где Li -длина i -го участка водопроводной сети, м;

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

Полученные значения сводим в таблицу 4. 3.

Для каждого кольца выбираем условно положительное направление -по часовой стрелке. Потери на участке принимаем положительные, если направление движения воды на этом участке совпадает с условно выбранным направлением, и отрицательные -если не совпадает (приложение 2).

Увязать сеть.

Сумма потерь на участках сети кольца Дh называется невязкой.

Производим расчет суммы потерь на участках сети кольца и проверяем на выполнение условий:

-0, 5 < Дh < 0, 5

Для кольца №1:

-0, 5 < 0, 07< 0, 5

Для кольца №2:

-0, 5 < 0, 38< 0, 5.

Условия -0, 5 < Дh < 0, 5 выполняются, полученные значения сводим в таблицу 4. 3.

Определяем потери напора в сети по трем наиболее вероятным направлениям:

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

h1 = h1-2 + h2-3 + h3-4 + h4-5 = 2, 73 + 2, 18 + 0. 0 + 0, 42 = 5, 33 м;

h2 = h1-2 + h2-3 + h3-6 + h6-5 = 2, 73 + 2, 18 + 0, 49 + 0. 0 = 5, 4 м; h3 = h1-7 + h7-6 + h6-5 = 2, 18 + 2, 33 + 0, 42 = 4, 93 м.

Определим средние потери напора в сети:

h1 + h2 + h3

hсети =, (4. 7)

где h1 -потери напора в сети по 1-му наиболее вероятному направлению, м;

h2 - потери напора в сети по 2-му наиболее вероятному направлению, м;

h3 -потери напора в сети по 3-му наиболее вероятному направлению, м.

h1 + h2 + h3 5, 33 + 5, 4 + 4, 93

hсети = = = 5, 22 м

4.2 Гидравлический расчет водопроводной сети на пропуск расхода воды во время пожара

Определить общий расход воды в час максимального водопотребления при пожаре.

Q? = Qсек. мах + Qпож., (4. 8)

где Qсек. мах -секундный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, л/с;

Qпож -общий расход воды для наружного и внутреннего пожаротушения, л/с.

Q? = Qсек. мах + Qпож. = 24. 4 + 25 = 49. 4 л/с

Определить диаметры труб и скорости движения воды по ним.

Диаметры труб, определенные с учетом экономических требований для хозяйственно-питьевых и производственного расходов, проверяем на пропуск увеличенных расходов воды во время пожара с использованием «Таблиц для гидравлического расчета водопроводных труб» Ф. А. Шевелева (для чугунных водопроводных труб). При этом учитываем, чтобы скорость движения воды по трубам не должна превышать 2, 5 м/с. Полученные значения сводим в таблицу 4. 4.

Таблица 4. 4.

Гидравлический расчет на пропуск воды во время пожара

Номер кольца	Номер участка	Длина участка, м	Расход на участке q, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость воды, м/с	1000i	Расчетная формула потерь напора	Расчетные величины	Потери напора h, м	Невязка сети Дh, м
1	3-4	295	7, 2	100	0, 88	16, 9	hi = Li · (1000i) i / 1000	295 · 16, 9 / 1000	4, 99	-0, 59
	4-5	230	5, 3	100	0, 65	9, 62		230 · 9, 62 / 1000	2, 21
	6-5	300	6, 6	100	0, 81	14, 4		300 · 14, 4 / 1000	-4, 32
	3-6	165	8, 1	100	0, 99	21		165 · 21 / 1000	-3, 47
2	1-2	260	44, 8	200	2, 46	75, 1		260 · 75, 1 / 1000	19, 53	0, 86
	2-3	280	17, 91	125	2, 2	101		280 · 101/ 1000	28, 28
	3-6	165	8, 1	100	0, 99	21		165 · 21 / 1000	3, 47
	1-7	165	19	100	2, 33	112, 5		165 · 112, 5/ 1000	-18, 56
	7-6	330	17, 2	100	2, 14	96, 5		330 · 96, 5 / 1000	-31, 85

Производим расчет суммы потерь на участках сети кольца и проверяем на выполнение условий:

-1 < Дh < 1

Для кольца №1:

-1 < -0, 59. < 1

Для кольца №2:

-1 < 0, 86 < 1.

Условия -1 < Дh < 1 выполняются.

Вывод: данная водопроводная сеть обеспечит пропуск необходимых расходов воды для целей пожаротушения, так как скорость движения воды на наиболее нагруженном участке V1-7 = 2, 46 м/с < Vдоп = 2, 5 м/с, что удовлетворяет требованиям норм.

Определяем потери напора в сети по трем наиболее вероятным направлениям:

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

h1 = h1-2 + h2-3 + h3-4 + h4-5= 19, 53 + 28, 28 + 3, 47 + 4, 32 = 55, 6 м;

h2 = h1-2 + h2-3 + h3-6 + h6-5 = 19, 53 + 28, 28 + 4, 99 + 2, 21= 55, 01 м;

h3 = h1-7 + h7-6 + h6-5 = 18, 56 + 31, 85 + 4, 32 = 54, 73 м.

Определим средние потери напора в сети:

h1 + h2 + h3 55, 6 + 55, 01 + 54, 73

hсети = = = 55, 11 м

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

Трассировка сети зависит от планировки снабжаемого водой объекта, а также от наличия препятствий, затрудняющих прокладку труб (рек, каналов, дорог, железнодорожных путей).

Наружная водопроводная сеть состоит из магистральных и распределительных линий. Магистральные линии питают распределительную сеть. При прокладке трассы магистралей стремятся к тому, чтобы вода подавалась потребителям кратчайшим путем.

Наружная водопроводная сеть может быть кольцевой и тупиковой. В тупиковых водопроводных сетях в случае выхода из строя одного из участков объект частично или полностью может остаться без воды. При аварии в какой-либо точке кольцевой наружной водопроводной сети не прекращается подача воды на других участках, так как в каждый отдельно взятый участок она подается не менее чем с двух сторон. На кольцевую водопроводную сеть можно установить большее число пожарных автонасосов, т. е. получить больший расход воды, чем от тупиковых водопроводных сетей. В кольцевой водопроводной сети в значительной мере гасятся гидравлические удары. В тупиковых же сетях и водопроводах от гидравлических ударов чаще происходят аварии и разрывы труб.

Водопроводная сеть с сооружениями I и II подъема соединена водоводами. Кольцевые водопроводные сети должны иметь не менее двух водоводов. Между собой водоводы соединяются перемычками, и в случае аварии на каком-либо участке водовода подача воды не нарушается. Аварийный участок системой задвижек временно отключают на ремонт. Нередко в камерах переключения располагают и выпуски воды в канализацию. Иногда в узле задвижек размещают вантузы, предохраняющие трубопроводы от разрушения при возникновении гидравлического удара.

5. Расчет напорно-регулирующих емкостей

Применяемые на объектах водоснабжения резервуары предназначены для аккумуляции и хранения воды в системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения. Производительность водоприемных и очистных сооружений и насосных станций I подъема больше минимальной и меньше максимальной производительности насосных станций II подъема. В часы минимальной производительности насосных станций II подъема (в часы минимального водопотребления) излишек воды, поступающий от очистных сооружений, накапливается в резервуарах чистой воды; в часы максимальной производительности насосных станций II подъема (в часы максимального водопотребления) накопившийся излишек расходуется потребителями. Таким образом, резервуары чистой воды являются регулирующими емкостями. Кроме того, в резервуарах чистой воды хранят запас воды для пожаротушения и собственных нужд очистных станций.

5.1 Расчет резервуара чистой воды

Определить объем РЧВ.

WРЧВ = WРЧВрег + WРЧВн. з., (5. 1)

где WРЧВрег -регулирующий объем, м3;

WРЧВн. з -неприкосновенный объем, м3.

Определить регулирующий объем.

При определении регулирующего объема, принимаем допущение, что в любой момент времени НС-I и НС-II работают с одинаковой подачей воды.

WРЧВрег% = Sа = Sв

Насосные станции I подъема -4, 17%

19-15 ч -3. 1%

15-19 ч -9. 5%

WРЧВрег% = 4 ? 5. 33 = 21. 32%

WРЧВрег% ? Qсут. макс. 21. 32 ? 1458

WРЧВрег = = = 310 м3

100 100

Определить неприкосновенный объем.

Пожарный запас воды в резервуарах принимается согласно п. 12. 3 [2].

WРЧВн. з. = Wпож + Wх. п. + Wпроизв., (5. 2)

где Wпож -пожарный запас, м3;

Wх. п. -хозяйственно-питьевой запас, м3;

Wпроизв. -производственный запас, м3.

Если расчетное время тушения пожара 3 часа и Кчас. мах = 2. 1, то три часа наибольшего расхода воды -с1100 до 1400 (столбец 2 приложения 10). В это время на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта расходуется 8. 5 + 8. 5 + 6 == 23% от суточного водопотребления.

Qпрсек ? tтуш ? 3600 10 ? 3 ? 3600

Wпроизв. = = = 108 м3

1000 1000

WРЧВн. з. = Wпож + Wх. п. + Wпроизв. = 270 + 136. 6 + 108 = 514. 6 м3

WРЧВ = WРВЧрег + WРВЧн. з., = 310 + 514. 6 = 824. 6 м3

Определить общее количество РЧВ и объем одного из них.

WРЧВ ? WРЧВн. з. ? 1/n, (5. 6)

где WРЧВн. з. -объем неприкосновенного запаса, м3;

n -количество резервуаров.

Количество резервуаров принимаем 2 (1, п. 9. 21).

WРЧВ ? WРЧВн. з. ? 1/n

3200 ? 824. 6 ? 1/2

3200 ? 412. 31

По приложению 9 выбираем два резервуара РЕ-100М-5

Вывод: Количество резервуаров согласно п. 9. 21 СНиП 2. 04. 02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» принято два. С учетом полученного неприкосновенного запаса воды по приложению 9 выбраны резервуары марки РЕ-100М-7 емкостью 700 м3. Ширина выбранных резервуаров-12 м, длина -18 м, высота - 3. 6 м.

Основным материалом резервуаров является железобетон. В силу трудностей, связанных с устройством сборного покрытия прямоугольные резервуары проектируются с монолитными или сборно-монолитными днищами и сборными остальными конструкциями.

Резервуары изготовляют из железобетона, кирпича, камня и дерева (временные). При малых объемах (до 2000 м3) запасные резервуары целесообразно строить круглой формы, при больших объемах - прямоугольной формы. Покрытие над резервуаром может быть сферическое (купольное) или плоское. Сверху резервуар покрывают слоем земли (для утепления). В последние годы для строительства резервуаров используют сборный и предварительно-напряженный железобетон.

Стены и дно резервуара должны быть водонепроницаемыми.

Запасные резервуары чаще всего устраивают подземными или полуподземными и реже наземными. Запасной резервуар оборудуют подающим трубопроводом, переливной и грязевой трубами, всасывающим трубопроводом, лазом и вентиляционной трубой.

Если имеется несколько резервуаров, то все они соединяются трубопроводами с задвижками между собой.

Для забора воды из резервуаров пожарными автонасосами предусматривают люки (в покрытии резервуаров) и колодцы, в которых устанавливают стояки с гайкой для присоединения всасывающих линий насосов. Устанавливать в колодце вместо стояков пожарные гидранты не допускается, так как в гидранте и пожарной колонке при заборе воды возникают потери напора на много больше, чем напор, создаваемый за счет уровня воды в резервуаре.

Для предупреждения возможности использования неприкосновенного пожарного запаса воды на другие нужды принимаются специальные меры. На насосной станции II подъема неприкосновенный запас воды сохраняется с помощью различного расположения всасывающих линий насосов. Хозяйственно-питьевые насосы забирают воду по трубопроводу с уровня неприкосновенного запаса воды, пожарные насосы снизу резервуара из специального приямка.

Для того чтобы нижние слои воды резервуаров не застаивались, на всасывающую линию хозяйственно-питьевых насосов надевают кожух. Вода поступает под кожух, а затем во всасывающую линию хозяйственно-питьевых насосов.

Если на насосной станции II подъема нет специальных пожарных насосов, а имеются только хозяйственно-питьевые (производственные) насосы, которые обеспечивают также и пожарные нужды, то сохранение неприкосновенного запаса воды производится с помощью поплавковой электросигнализации. С уменьшением уровня воды в запасном резервуаре поплавок опускается, контактная система поплавкового выключателя замкнет электроцепь и в насосной станции II подъема будет дан звуковой или световой сигнал.

Для сохранения неприкосновенного запаса воды в запасных резервуарах используют поплавковое реле, механически воздействующее на ртутный прерыватель электрической цепи управления электродвигателем насоса. При изменении уровня жидкости поплавок, перемещаясь с помощью тяги, меняет положение ртутного прерывателя. При понижении уровня жидкости поплавок устанавливает ртутный

прерыватель в горизонтальном положении. В этом случае контакты прерывателя замыкаются переливающейся ртутью и ток поступает в цепь катушки магнитного пускателя. Последний включает электродвигатель насоса, подающего воду в резервуар. При наполнении резервуара поплавок поднимается и выводит ртутный прерыватель из горизонтального положения. Контакты прерывателя, размыкаясь, выключают магнитный пускатель, который в свою очередь отключает двигатель насоса, прекращая наполнение резервуара.

Таблица 5. 1

Определение регулирующего объема бака водонапорной башни при ступенчатом режиме (К=2. 1)

Часы суток	Расход воды поселком в%	Подача НС-2 (расход из РЧВ)	Поступление в ВБ в%	Расход из ВБ в%	Остаток в ВБ в%
0 - 1	0. 75	3. 1	2. 35		2. 35
1 - 2	0. 75	3. 1	2. 35		4. 7
2 - 3	1	3. 1	2. 1		6. 8
3 - 4	1	3. 1	2. 1		8. 9
4 - 5	3	3. 1	0. 1		9
5 - 6	5. 5	3. 1	-2. 4		6. 6
6 - 7	5. 5	3. 1	-2. 4		4. 2
7 - 8	5. 5	3. 1		2. 4	1. 8
8 - 9	3. 5	3. 1		0. 4	1. 4
9 - 10	3. 5	3. 1		0. 4	1
10 - 11	6	3. 1		2. 9	-1. 9
11 - 12	8. 5	3. 1		5. 4	-7. 3
12 - 13	8. 5	3. 1		5. 4	-12. 7
13 - 14	6	3. 1		2. 9	-15. 6
14 - 15	5	3. 1		1. 9	-17. 5
15 - 16	5	9. 5		-4. 5	-13
16 - 17	3. 5	9. 5		-6	-7
17 - 18	3. 5	9. 5		-6	-1
18 - 19	6	9. 5		-3. 5	2. 5
19 - 20	6	3. 1	-2. 9		-0. 4
20 - 21	6	3. 1	-2. 9		-3. 3
21 - 22	3	3. 1		-0. 1	-3. 2
22 - 23	2	3. 1	1. 1		-2. 1
23 - 24	1	3. 1	2. 1		0. 00
	100	100	1. 6	1. 6	А =1. 7

Qсут. макс. ? А 1458 ? 1. 7

Wрег. = = = 24. 8 м3

100 100

Рассмотрим неравномерный (ступенчатый) режим работы НС-2. Результаты расчета сводим в таблицу (таблица 5. 2).

Определим регулирующий объем бака водонапорной башни.

Qсут. макс. ? А 1458 ? 1. 7

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

Q1 нар. пож. ? tтуш. ? 60 15 ? 10 ? 60

Wпож. нар. = = = 9 м3

1000 1000

Q1 вн. пож. ? tтуш. ? 60

Wпож. вн. =, (5. 10)

1000

где Q1 вн. пож. -наибольший расход воды на один внутренний пожар, л/с;

tтуш. -расчетное время тушение пожара, мин.

Wпож. вн. = 10 * 0. 6 = 6 м3

Qхп. сек. ? tтуш. ? 60

Wх. п. =, (5. 11)

1000

где Qхп. сек. -секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, л/с;

tтуш. -расчетное время тушение пожара, мин.

Qхп. сек. ? tтуш. ? 60 14. 4 ? 10 ? 60

Wх. п. = = = 8. 7 м3

1000 1000

Qпр ? tтуш. ? 60

Wпр. =, (5. 11)

1000

где Qпр -секундный расход воды на производственном предприятии, л/с;

tтуш. -расчетное время тушение пожара, мин.

Qпр. сек. ? tтуш. ? 60 10 ? 10 ? 60

Wпр. = = = 6 м3

1000 1000

Wн. з. = Wпож. нар. + Wпож. внутр. + Wх. п. + Wпр = 9 + 6 + 8. 7 + 6 = 29. 7 м3

Wбака = Wрег. + Wн. з. = 24. 8 + 29. 7 = 54. 4 м3

Выбрать типовой бак.

Используя приложение 11 выбираем типовую железобетонную башню с железобетонным баком емкостью 100 м3.

Определить диаметр и высоту бака.

Wбака = р /4 ? Д2бака ? Нбака, (5. 12)

Нбака / Дбака = 0, 5…1, 0, (5. 13)

где Wбака -емкость бака водонапорной башни, м3;

Нбака -высота бака, м;

Дбака -диаметр бака, м.

Дбака = Нбака / 0, 5

Wбака = р /4 ? (Нбака / 0, 5) 2 ? Нбака

Нбака = 3v Wбака / р = 3v 100 / 3, 14 = 5. 03 м

Дбака = 5. 03м

Определить высоту башни.

Нбашни = 1, 05 ? hсети + Zд. т. - Zбашни + Нсв, (5. 14)

где hсети -средние потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время;

Нсв -свободный напор в диктующей точке при заданной застройке, м;

Zд. т. -геодезическая отметка диктующей точки, м;

Zбашни -геодезическая отметка в месте установки водонапорной башни, м;

1, 05 -коэффициент, учитывающий потери напора.

Минимальный свободный напор в диктующей точке (1, п. 2. 26) равен:

Нсв = 10 + 4 (n - 1), (5. 15)

где n -количество этажей.

Нсв = 10 + 4 (n - 1) = 10 + 4 (2 - 1) = 14 м

Нбашни = 1, 05 ? hсети + Zд. т. - Zбашни + Нсв = 1, 05 ? 5, 22 + 75 - 65 + 14 = 24, 5 м

Сделать выводы.

Полученные расчетные высоты башни и бака не обеспечивают выполнение условия: свободный напор в наружной сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителей не должен превышать 60 м (1, п. 2. 28)

Нбака + Нбашни < Нмах доп.

5, 03 м + 24, 5 м = 29, 5 < 60 м

При напорах в сети более 60 м следует предусматривать установку регуляторов давления, местных насосных установок для повышения напора для зданий, расположенных в диктующей точке или возвышенных местах.

Высоту башни до дна бака выбираем типовую максимально допустимую равную 25 м. И применяем систему местных насосных установок для повышения напора для зданий, расположенных в диктующей точке.

Выбранная водонапорная башня соответствует основным параметрам типовых башен с емкостью водонапорного бака 100 м3 и с высотой ствола башни равной 25 м. Высота бака составляет 5. 03 м и диаметр - 5. 03 м.

Как правило водонапорную башню располагают на возвышенном месте, на кровле башни монтируют молниеотвод в соответствии с РД 34. 21. 122-87.

Водонапорная башня изготовлена с железобетонным стволом и с железобетонным баком.

Исходя из заданных условий, и принятых конструктивных решений требуется отключения водонапорной башни во время пожара. Отключение водонапорной башни при включении пожарных насосов происходит с помощью обратного клапана, установленного на разводяще-подающем трубопроводе.

6. Расчет насосной станции второго подъема

Ступенчатая работа НС-2 в противоположность равномерной работе (подача насосов в час - 4, 17% от максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды) влечет за собой:

уменьшение объема бака водонапорной башни;

увеличение размеров резервуаров чистой воды за счет необходимости регулирующего объема;

увеличения количества насосов за счет ступенчатой работы и площади насосной станции;

в ряде случаев выбор насосов с меньшей производительностью, КПД которых меньше чем у насосов большей производительности;

в ряде случаев увеличение диаметров трубопроводов.

В проекте условно принимаем ступенчатый режим работы НС-2 (с двумя или тремя ступенями).

6.1 Определить категорию, рассчитываемой НС

Централизованные системы водоснабжения по степени обеспеченности подачи воды подразделяются на три категории (1, п. 4. 4). Согласно заданию задан объединенный хозяйственно-питьевой водопровод населенного пункта с численностью 3 тыс. человек. Объединенные хозяйственно-питьевые водопроводы населенных пунктов при числе жителей в них от 5 до 50 тысяч человек следует относить ко II категории. II категории -допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% расчетного расхода и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 10 суток. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта, но не более чем на 6 часов.

Насосные станции по степени обеспеченности подачи воды следует подразделять на три категории, принимаемые в соответствии с п. 4. 4 (1, п. 7. 1). В данном случае принимаем насосные станции по степени обеспеченности подачи воды I категории (1, примеч. 1 п. 7. 1).

Для установленной категории насосной станции следует принимать такую же категорию надежности электроснабжения по «Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 2001 (1, примеч. 1 п. 7. 1).

Электроприемники I категории электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания (4, п. 1. 2. 18).

Определить напор в обычное время.

Нхоз = 1, 05 · hвод + Нбака + Нбашни + (Zбашни - Zн), (6. 5)

где hвод -максимальные потери напора в водоводе, м;

Нбака -высота бака водонапорной башни, м;

Нбашни -высота водонапорной башни, м;

Zбашни -геодезическая отметка в месте установки башни, м;

Zн -геодезическая отметка оси насоса, м.

Количество напорных линий от насосных станций II категории должно быть не менее двух (1, п. 7. 6). В аварийном случае при отключении одной из всасывающих или одной из напорных линий, другая должна обеспечить пропуск расхода равного 70% максимального расчетного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, на нужды предприятия по аварийному графику (1, п. 8. 2).

Определяем расход воды через одну напорную линию в аварийном случае, приэтом условно принимая, что водоснабжение предприятия остается прежним.

Qвод = QП2СТ · 0, 7, (6. 6)

где QП2СТ -подача НС-2 во время работы двух ступеней за период времени один час, л/с.

Qвод = QП2СТ · 0, 7 = 38. 5 · 0, 7 = 26. 9 л/с

Зная Qвод и экономические скорости движения воды в водоводах -от 0, 8 до 2 л/с (1, п. 7. 9). используя таблицу Шевелева, определяем диаметр труб водовода и находим скорости движения воды в водоводе:

Д = 200 мм; 1000i = 6. 31; Vвод = 0. 84 м/с

Определяем максимальные потери напора в водоводе hвод в аварийном случае, используя данные из таблицы Шевелева:

Lвод

hвод = 1000i ·, (6. 7)

1000

где Lвод -длина напорной линии, м.

Lвод 1350

hвод = 1000i · = 6. 31 · = 8. 5185 м

1000 1000

Нхоз = 1, 05 · hвод + Нбака + Нбашни + (Zбашни - Zн) = 1, 05 · 8. 52 + 5. 03 +25 + (70 - 67) = 42 м

6.2 Рассчитать случай работы НС-2 в обычное время

Определить подачу первой ступени.

Определяем подачу первой ступени за период времени один час QП1СТ, первоначально выразив ее в процентах от максимального расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды П1.

Qсут. мах · 1000

QП1СТ = · П1, (6. 1)

3600 · 100

где Qсут. мах -максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, м3;

П1 -подача первой ступени, выраженная в процентах от максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Пмin < П1 < 4, 17%, (6. 2)

Выбирая значения П1 и П2 необходимо стремиться к минимизации регулирующего объема водонапорной башни. Поэтому значения П1 и П2 равные 2, 87 и 5, 7% не берем.

При Кчас. мах = 2, 1 и Пмin = 0, 75% (таблица 5. 2 столбец 2) выбираем П1 = 3, 1%.

Пмin < П1 < 4, 17%

0, 75% < 3, 1% < 4, 17%

Qсут. мах · 1000 1458 · 1000

QП1СТ = · П1 = · 3, 1 = 12, 6 л/с

3600 · 100 3600 · 100

Определить подачу во время работы двух ступеней.

Определяем подачу во время работы двух ступеней за период времени один час QП2СТ, первоначально выразив ее в процентах от максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды П2:

6.3 Рассчитать случай работы НС-2 во время пожара

Qнаспож = QП2СТ + Qпож, (6. 8)

где QП2СТ -подача НС-2 во время работы двух ступеней за период времени один час, л/с;

Qпож -расход воды для наружного и внутреннего пожаротушения, л/с.

Принимаем условно, что во время пожара на промышленном предприятии расходы воды для принятия душа, поливки территории и мойки технологического оборудования не отбираются.

Qнаспож = QП2СТ + Qпож = 38. 5 + 25 = 63. 5 л/с

Рассчитать напор.

Нпож = 1, 05 · (hпож вод + hпож сети) + Нсв + (Zд. т. - Zн), (6. 10)

где hпож вод -максимальные потери напора в водоводе во время пожара, м;

hпож сети -средние потери напора в сети во время пожара, м;

Нсв -свободный напор в диктующей точке, м;

Zд. т. -геодезическая отметка в диктующей точке, м;

Zн -геодезическая отметка оси напора, м.

Определяем расход воды через один водовод (напорную линию) в аварийном случае:

Qпожвод = Qвод + Qпож, (6. 11)

где Qвод -расход воды, пропуск которого обеспечивает одна линия водовода в аварийном случае, л/с;

Qпож - расход воды для наружного и внутреннего пожаротушения, л/с.

Qпожвод = Qвод + Qпож = 26. 9 + 25 = 51. 9 л/с

Зная Qпожвод, диаметр труб водовода Д = 200 мм и экономические скорости движения воды в водоводах -от 0, 8 до 2 м/с, используя таблицу Шевелева, находим скорость движения воды в водоводе. Vпожвод = 1. 61 м/с; 1000i = 22. 2.

Вывод: скорость движения воды в водоводе Vпожвод = 1. 61 м/с во время пожара находится в допустимых пределах:

0, 8 м/с < 1. 61 м/с < 2 м/с

Определяем максимальные потери напора в водоводе во время пожара, используя таблицу Шевелева:

Lвод

hпож вод = 1000i ·, (6. 12)

1000

где Lвод -длина напорной линии, м.

Lвод 1350

hпож вод = 1000i · = 22. 2 · = 29. 97 м

1000 1000

Нпож = 1, 05 · (hпож вод + hпож сети) + Нсв + (Zд. т. - Zн) = 1, 05 · (29. 97 + 55, 11) + 10 + (75 - 67) = 107, 3 м

Проверяем рассчитанный в проекте максимальный свободный напор в сети объединенного противопожарного водопровода в точке в вода.

Нпож - 1, 05 · hпож вод - (Zбашни - Zн) < Нмах, (6. 13)

где Нпож -напор во время пожара, м;

hпож вод -максимальные потери напора в водоводе во время пожара, м;

Zбашни -геодезическая отметка в месте установки водонапорной башни, м;

Zн -геодезическая отметка оси насоса, м;

Нмах -максимально допустимый свободный напор в сети объединенного противопожарного водопровода, м;

Нмах = 60 м (1, п. 2. 28)

107, 3 - 1, 05 · 29, 97 - (65 - 60) > 60

67, 9 > 60

Рассчитанный в проекте максимальный напор в сети объединенного противопожарного водопровода (в точке ввода) больше максимального допустимого -60 метров (1, п. 2. 28). Мероприятия по снижению подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды QП2СТ на 30% и увеличения диаметра водоводов существенного уменьшения максимального свободного напора в сети не дали. При напорах в сети более 60 м следует предусматривать установку регуляторов давления, местных насосных установок для повышения напора для зданий, расположенных в диктующей точке или возвышенных местах (1, п. 2. 28).

Значения QП1СТ, QП2СТ, Qнаспож, Нхоз, Нпож вносим в таблицу 6. 1.

6.4 Подобрать насосы

Выбрать и обосновать выбор вида НС-II

В зависимости от давления, создаваемого насосами станции II подъема и повысительными насосными станциями, пожарные водопроводы могут быть низкого и высокого давления (постоянного высокого давления или высокого давления, повышающегося только во время пожара).

Учитывая характер рассчитанной водопроводной сети объединенного водопровода, выбираем водопровод высокого давления.

В объединенных водопроводах низкого давления устанавливают группу насосов обеспечивающих все нужды, в том числе и пожарные. Если при объединенных водопроводах хозяйственно-питьевые насосы не обеспечивают расчетного давления для пожаротушения, то на насосной станции устанавливают пожарные насосы.

При объединенных водопроводах высокого давления (повышающегося во время тушения пожара) на насосной станции устанавливают группу хозяйственно-питьевых (производственных) насосов и специальную группу пожарных насосов.

Выбрать схему подключения насосов.

Принимаем параллельную схему подключения насосов, при которой

Н= Н1=Н2=... =Нк и Q= Q1+Q2+.. +Qк

где Нк - напор к-го насоса, м.

Qк - подача к-го насоса, л/с.

Подобрать хозяйственно-питьевые и пожарные насосы.

По расчетным величинам QП1СТ, QП2СТ, Qнаспож, Нхоз, Нпож, используя данные каталогов марки насосов, подбираем требуемый тип хозяйственно-питьевых и пожарных насосов (приложение 12). При выборе насосных агрегатов надлежит обеспечивать минимальную величину избыточных напоров, развиваемых насосами

при всех режимах работы, за счет использования регулирующих емкостей, регулирования числа оборотов, числа и типов насосов, обрезки или замены рабочих колес в соответствии с изменением условий их работы в течение расчетного срока. (1, п. 7. 2).

Подбор насосов производится по их характеристикам с учетом условий совместной работы с водопроводной сетью при различных режимах водопотребления.

Зная расчетный (заданный) расход, полный напор и возможную вакуумметрическую высоту всасывания по характеристикам, приведенным в специальных каталогах, выбирают марку насоса с учетом к. п. д., частоты вращения вала насоса и возможности параллельной работы нескольких насосов. В данном случае минимальная величина избыточных напоров обеспечивается выбором числа и типов насосов.

Таблица 6. 1

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСОВ

Типы насосов	Расчетная подача насосов, л/с	Расчетный напор насосов, м	Принятые насосы	Марка принятых насосов	Количество основных и резервных насосов
			Подача, л/с	Напор, м
Хозяйственные: -первая ступень -вторая ступень	12, 6 38. 5	42	7-18	46, 2-30	3К-6А	3 осн. 1рез.
Пожарные	63. 5	107, 3	37-55	108-90	4НДв	2 осн. 1рез.

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.

Пожарные краны следует присоединять к напорному коллектору насосов. 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 Для сокращения времени на включение пожарных насосов наиболее целесообразно их всасывающие линии держать постоянно заполненными водой.

Для удержания столба воды в системе «трубопроводы - насос» в начале всасывающей линии, находящейся в резервуаре, устанавливают обратный клапан. При наличии вакуум-насосов обратный клапан на всасывающей линии не ставят.

В водопроводах высокого давления одновременно с подачей команды на включение пожарных насосов должны автоматически выключаться все насосы другого назначения и закрываться задвижки на подающем трубопроводе в водонапорную башню, напорные резервуары или баки гидропневматической установки.

Устройство одной всасывающей линии допускается при установке одного пожарного насоса (без резерва). На насосных станциях I и II категории надежности независимо от числа группы насосов должно быть не менее двух всасывающих линий. Это требование относится как к специальным пожарным насосам, так и к хозяйственно-питьевым, обеспечивающим нужды пожаротушения при обьединенном водопроводе. При наличии двух и более резервуаров каждый пожарный насос высокого давления должен иметь самостоятельную всасывающую линию из любого резервуара.

Всасывающие линии специальных пожарных насосов нельзя объединять со всасывающими линиями хозяйственно-питьевых (производственных) насосов, иначе не будет гарантии в сохранении неприкосновенного запаса воды в запасных резервуарах. Число нагнетательных (напорных) линий (водоводов от насосов), обеспечивающих пожарные нужды, должно быть не менее двух. Внутри насосной станции напорные линии всех насосов объединяются между собой коллектором, что дает возможность использовать любой из насосов при аварии одного из водоводов.

Насосную станцию оборудуют сигнализацией (световой или звуковой), фиксирующей уровень воды в запасном резервуаре и в водонапорной башне. При падении уровня воды в запасных резервуарах одновременно с подачей сигнала в насосной станции I подъема могут также автоматически включаться насосы или открываться задвижки на трубопроводах, подающих воду с очистных сооружений в запасной резервуар Насосные станции, обеспечивающие нужды пожаротушения, должны иметь сигнальную или телефонную связь с пожарным депо.

В настоящем курсовом проекте рассчитанная насосная станция I категории, высокого давления. Применена параллельная схема подключения насосов. Помещения насосной станции не ниже II степени огнестойкости. Число нагнетательных (напорных) линий (водоводов от насосов), обеспечивающих пожарные нужды, принимаем не менее двух.

Диаметр водоводов и число переключений в них при одной аварии на водоводе должны обеспечивать не менее 70% расчетного количества воды на хозяйственно-питьевые нужды и работу промышленных предприятий по аварийному графику. Продолжительность ликвидации аварии на водоводах устанавливают по действующему СНиП для труб диаметром до 400 мм и при глубине промерзания грунта до 2 м - 8ч, при глубине промерзания более 2 м - 12 ч, для труб диаметром более 400 мм - соответственно 12 и 18ч.

Трубы наружных водопроводных сетей укладывают на такой глубине, чтобы была обеспечена незамерзаемость воды зимой, исключались перегрев летом и повреждение от внешних нагрузок. От поверхности грунта трубы укладывают в средней полосе на 2 - 2, 5 м.

Наружные водопроводные сети могут быть выполнены из чугунных, стальных, асбестоцементных и железобетонных труб. Чугунные трубы изготовляют диаметром 50 - 1200 мм, длиной 2 - 5 м с раструбом на одном из концов и рассчитывают на рабочее давление до I МПа.

Арматура наружных водопроводных сетей. Арматуру наружной водопроводной сети размещают в специальных колодцах. Колодцы могут быть железобетонные, бетонные, кирпичные, из бутового камня и дерева (временные). Устройство колодцев и камер из кирпича допускается при отсутствии сборных бетонных или железобетонных конструкций. Колодцы диаметром до 2 м выполняют круглой формы, если больших размеров - прямоугольной формы. При устройстве водопроводных сетей применяют запорную (задвижки и вентили), водозаборную (колонки, краны, гидранты), измерительную (водомеры, манометры, реле и т. д.) и защитную (предохранительные клапаны, вантузы) арматуры.

Пожарные гидранты предназначены для получения воды из водопроводной сети при тушении пожара. Их устанавливают в колодцах на наружной водопроводной сети диаметром 100 - 400 мм. На водопроводах больших диаметров гидранты устанавливают на так называемых сопровождающих линиях, прокладываемых параллельно основному трубопроводу.

Пожарные гидранты разделяются на подземные и надземные.

Более широкое применение имеет подземный гидрант московского типа D = 125 мм, устанавливаемый на фланец пожарной подставки наружной водопроводной сети. Гидрант состоит из стояка, клапана, клапанной коробки, штока и установочной головки. Сверху пожарный гидрант закрыт крышкой. Для приведения в действие подземного гидранта открывают люк колодца, затем крышку пожарного гидранта и на его верхний конец с резьбой навинчивают пожарную колонку, имеющую два штуцера для присоединения пожарных всасывающих рукавов автонасосов. Закрывать гидрант следует при закрытых напорных штуцерах, в противном случае может произойти гидравлический удар.

Люки колодцев и камер при наличии мостовой должны возвышаться над уровнем проезжей части на 2 см, а при отсутствии мостовой - на 5 см с устройством при этом отмостки шириной не менее 1 м. В случаях невыполнения этих условий с поверхности земли вода может попадать в колодцы. На усовершенствованных мостовых крышки люков устанавливают на уровне поверхности мостовой.

Наружные сети водоснабжения, обеспечивающие пожарные нужды, должны быть кольцевыми с двумя вводами. К отдельно стоящим зданиям допускается прокладка тупиковых линий протяженностью не более 200 м. Длину ремонтных участков водоводов следует принимать: при прокладке водоводов - в две и более линии и при отсутствии переключений - не более 5 км; при наличии переключений - равной длине

участков между переключениями; при прокладке водоводов в одну линию - не более 3 км.

Расстояние между пожарными гидрантами на наружной водопроводной сети должно быть не более 150 м.

Гидранты устанавливают не ближе 5 м от зданий, чтобы можно было установить пожарную машину, и не далее (120 - l) : 1, 2 при водопроводе высокого давления и (150 - l) : 1, 2 при водопроводе низкого давления.

В населенных пунктах с числом жителей до 3000 и расходе воды на наружное пожаротушение до 10 л/с допускается после согласования с Госпожнадзором устройство тупиковых линий длиной более 200 м при наличии пожарных резервуаров или водоемов, водонапорной башни или контррезервуара в конце тупика.

Минимальный диаметр наружной водопроводной сети составляет не менее 100 мм.

Водопроводные сети прокладывают по проезжей части дороги с твердым покрытием шириной не менее 3, 5 м или не далее 2, 5 м от нее. Если по каким-либо причинам невозможно выполнить вышеизложенные требования к прокладке водопроводной сети, необходимо устраивать подъезды к пожарным гидрантам с твердым покрытием и площадкой не менее 55 м для установки машины.

При параллельной укладке двух водопроводных линий или водоводов расстояние между ними должно быть не менее 5 м при диаметре труб до 300 мм и не менее 10 м при диаметре труб более 300 мм. С уменьшением расстояния между трубами принимают меры по защите смежных трубопроводов при аварии на одном из них.

Наружную водопроводную сеть разделяют задвижками с таким расчетом, чтобы при аварии или ремонте одновременно выключалось не более пяти гидрантов.

Расчет водонапорной башни

Для регулирования расходов воды, подаваемой насосными станциями II подъема и расходуемой потребителями, служат водонапорные башни. Они представляют собой утепленные резервуары, поднятые над землей на специальных конструкциях, называемых стволами. Высота водонапорных башен определяется из условий обеспечения подачи потребителям воды с необходимыми напорами. Кроме того, водонапорная башня служит для хранения неприкосновенного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети.

Водонапорные башни относятся к элементам водопровода III категории надежности. Для их сооружения должны применяться строительные конструкции II степени огнестойкости.

На промышленных объектах с целью экономии водонапорные башни чаще всего не строят, а водонапорные баки помещают в пристройках над зданиями или в чердачном помещении наиболее высоко расположенного здания.

Для удешевления стоимости строительства водонапорные башни по рельефу местности устанавливают на наиболее высокой отметке. К водопроводной сети водонапорные баки присоединяют последовательно и параллельно. При последовательном соединении вода в бак поступает по одному трубопроводу - подающему, а из бака в сеть уходит по другому трубопроводу - расходному. При параллельном соединении вода подается в бак и уходит из него по одному и тому же трубопроводу. Водонапорные баки оборудуют также переливным и сливным трубопроводами, соединенными с канализацией.