Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
курсовая работа Противопожарное водоснабжение
Информация:
Тип работы: курсовая работа.
Добавлен: 08.05.2012.
Год: 2011.
Страниц: 16.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
МИНИСТЕРСТВО
ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
РЕСПУБЛИКИ
БЕЛАРУСЬ
КОМАНДНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ
ИНСТИТУТ
Кафедра:
ПОЖАРНАЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНА
ТЕХНИКА
КУРСОВОЙ
ПРОЕКТ
«СПЕЦИАЛЬНОЕ
ВОДОСНАБЖЕНИЕ»
Выполнил:
ВВЕДЕНИЕ
Вопросы противопожарного водоснабжения
всегда решаются комплексно с вопросами
общего водоснабжения, которое является
одной из важнейших отраслей народного
хозяйства. Наряду с развитием водоснабжения
населения, производственных предприятий
происходит улучшение и противопожарного
водоснабжения.
Большинство
населенных пунктов и промышленных
предприятий оборудуются объединенным
хозяйственно-противо ожарным водопроводом,
а в наиболее пожароопасных зданиях и
сооружениях устанавливаются специальные
внутренние противопожарные водопроводы.
Целью
курсового проекта является, на основе
полученных знаний по дисциплине, освоить
методику проектирования и технико-экономическо о
расчета противопожарного водопровода.
1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ОБЪЕКТА
Согласно
заданию, численность населенного
пункта составляет 50 тыс. человек с преобладающая
этажностью застроек – 22 этажа, оборудованных
внутренним водопроводом, канализацией,
с ваннами и водонагревателями, работающими
на твердом топливе. Также на территории
населенного пункта имеется 3 этажное
здание класса пожарной опасности Ф 1.3
строительным объемом 16 тыс. м3.
Согласно
схемы водопровода, который обслуживает
как населенный пункт, так и предприятие,
находящееся вне населенного пункта, предприятие
находится в узле №3. Предприятие располагается
на территории 140 га. На предприятии расположены
два здания объемом 210 тыс. м3, ширина
здания до 60 м, II степени огнестойкости,
категории В1 и объемом 130 тыс. м3,
I степени огнестойкости, категории Д. Расход
воды на нужды предприятия составляет
35 л/с.
Насосная
станция второго подъема расположена
на геодезической отметке 67,5 м, водонапорная
башня – 70 м; водонапорная башня располагается
на вводе в водопроводную сеть – в узле
№1.
Длины
участков водопроводной сети указаны
в таблице 1.1.
Таблица
1.1
Длины
участков водопроводной сети
2. РАСЧЕТ РАСХОДА
ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ
НУЖДЫ
2.1. Определить
расходы на хозяйственно-питьевые
нужды
Объединенный
водопровод должен обеспечить расход
воды на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды в сутки наибольшего
водопотребления.
2.1.1.
Определить средний
суточный расход воды
на хозяйственно-питьевые
нужды
Расчет
по определению среднего суточного
расхода воды на хозяйственно-питьевые
нужды производим согласно методике
указанной в СНБ 4.01.01-03 [1].
Qх.п.сут.ср
= k·qж·Nж/1000, (2.1)
где k - коэффициент,
учитывающий расход воды на нужды учреждений,
организаций и предприятий социально-гарантиров нного
обслуживания, а также неучтенные расходы;
q ж - (средняя за год) проектная норма
водопотребления на питьевые и хозяйственные
нужды на одного жителя жилой застройки
с соответствующей степенью санитарно-техническо о
оборудования зданий, л/сут; N ж -
расчетное количество жителей в населенном
пункте, чел.
Согласно
п. 6.2 [1], количество воды на нужды учреждений,
организаций и предприятий социально-гарантиров нного
обслуживания, а также неучтенные расходы
допускается принимать дополнительно
в размере от 10 до 20 % суммарного расхода
воды на питьевые и хозяйственные нужды
населенных пунктов, принимаем коэффициент
k=1,2.
Проектная
суточная норма водопотребления при
жилой застройке населенного пункта зданиями,
оборудованными внутренним водопроводом,
канализацией, с ваннами и водонагревателями,
работающими на твердом топливе, на одного
жителя составит 115 л/сут (табл. А.1 [1]). Расчетное
количество жителей в населенном пункте
50 тыс. человек. По формуле (2.1) определим
средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды населенного пункта:
2.1.2. Определить максимальный
суточный расход
воды на хозяйственно-питьевые
нужды населения
Максимальный
суточный расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды определяется по следующей формуле:
Qх.п.сут.max
= kсут.мах. · Qх.п.сут.ср, (2.3)
где kсут.мах. – коэффициент
суточной неравномерности водопотребления, учитывает
уклад жизни населения, режим работы предприятий,
степень санитарно-техническо о оборудования
зданий и изменения водопотребления по
сезонам года и дням недели; Qх.п.сут.ср
- средний суточный расход воды
на хозяйственно-питьевые нужды населенного
пункта, м3/сут.
Согласно
п. 6.10 [1], коэффициент kсут.мах. — от
1,1 до 1,3. Принимаем kсут.мах.=1,2. По
формуле (2.3) найдем максимальный суточный
расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды:
Qх.п.сут.max
= 1,2 · 6900 = 8280 м3/сут (2.4)
2.1.3.
Определить максимальный
часовой расход воды
на хозяйственно-питьевые
нужды
Qх.п.час.max
= kчас.мах. · Qх.п.сут.max/24,(2.5)
где kчас.мах.
- коэффициент часовой неравномерности
водопотребления, учитывающий изменение
водопотребления по часам суток; Qх.п.сут.max
- максимальный суточный
расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды населенного пункта, м3/сут.
Коэффициент
часовой неравномерности водопотребления
определяется по следующей формуле:
Кчас.мах. = a
max · b
max, (2.6)
где a max
- коэффициент, учитывающий степень благоустройства
зданий, режима работы предприятий и другие
местные условия; b max - коэффициент,
учитывающий число жителей в населенном
пункте.
Согласно
п. 6.11 [1], a max
— от 1,2 до 1,4. Принимаем a max=1,3. Согласно табл.1
[1] находим значение коэффициента:
2.1.4.
Определить максимальный
секундный расход воды
на хозяйственно-питьевые
нужды
Qх.п.сек.max
= Qх.п.час.max
· 1000 / 3600, (2.10)
где Qх.п.час.max
- максимальный часовой расход воды на
хозяйственно-питьевы нужды населенного
пункта, м3 /час; 1000 - постоянная для
перевода из кубических метров в литры;
3600 - постоянная для перевода из часов
в минуты.
Определим
максимальный секундный расход воды
на хозяйственно-питьевые нужды по
формуле (2.10):
где Qх.п.сек.max
- максимальный секундный расход воды
на хозяйственно-питьевые нужды населенного
пункта, л/с; Qпр.сек., - секундный
расход воды на производственном предприятии,
л/с.
2.2.2.
Определить суточный
расход воды на промышленном
предприятии
Предполагая,
что предприятие работает в три
смены по 8 часов каждая и потребление
воды в течении суток равномерное, определяем
суточный расход воды на промышленном
предприятии:
где m -
количество рабочих смен; tсмен -
продолжительность смены, час; Qпр.сек.max
- секундный расход воды на производственном
предприятии, л /с.
2.2.3.
Определить максимальный
суточный расхода воды
на хозяйственно-питьевые
и производственные
нужды
Qсут.
max = Qх.п.сут.max + Qпр.сут.=8280+3024=11304
мЗ/сут, (2.14)
где
Qх.п.сут.max - максимальный суточный
расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды, м3/сут; Qпр.сут
- суточный расход воды на промышленном
предприятии, 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 линий
водопроводной сети расчетный расход
воды на один пожар в населенном пункте
определяется по численности населения
и этажности застройки. При численности
населения 50 тыс. человек и 22-этажной застройке
расход воды на один пожар в населенном
пункте составит Qн.п 1 пож.= 25 л/с
(табл. 1 [2]), расход воды на внутреннее пожаротушения
для зданий населенного пункта Qн.п вн. пож.= 5 л/с
(табл.6 [2]).
Определим
расход воды на пожаротушение 3-этажного
здания класса пожарной опасности Ф 1.3,
строительным объемом 16 тыс.м3:
на
внутреннее пожаротушение: QФ1.3вн
= 0 л/с (табл.6 [2]);
на
наружное пожаротушение: QФ1.3нар
= 20 л/с (табл.2 [2]).
Тогда,
общий расход воды на пожаротушение
здания класса пожарной опасности Ф1.3
составит:
QФ1.3пож=
QФ1.3вн+ QФ1.3нар=20
л/с (3.1)
Согласно
табл. 1 [2], расчетное количество одновременных
пожаров в населенном пункте – 2. Определим
требуемое количество воды на пожаротушение
в населенном пункте:
3.2.
Расчет расхода
воды на один
пожар на предприятии
Расчетный
расход воды на наружное пожаротушение
на производственном предприятии определяется
по степени огнестойкости, категории помещений
по пожарной опасности и объему этого
здания, для тушения пожара в котором требуется
наибольший расход.
Определим
требуемый расход воды на пожаротушение
для здания шириной до 60 м, строительным
объемом V1=210 000 м3, II степени
огнестойкости, категории В1:
на
внутреннее пожаротушение: QV1вн
= 15 л/с (табл.7 [2]);
на
наружное пожаротушение: Q
V1нар = 35 л/с (табл.4 [2]).
Тогда,
общий расход воды на пожаротушение
для данного здания составит:
Q
V1пож= QV1вн+ Q
V1нар=50 л/с (3.3)
Определим
требуемый расход воды на пожаротушение
для здания строительным объемом V2=130
000 м3, I степени огнестойкости, категории Д:
на
внутреннее пожаротушение: QV2вн
= 0 л/с (табл.7 [2]);
на
наружное пожаротушение: Q
V2нар = 20 л/с (табл.4 [2]).
Тогда,
общий расход воды на пожаротушение
для данного здания составит:
Q
V2пож= QV2вн+ Q
V2нар=20 л/с (3.4)
Так
как площадь предприятия составляет
140 га, то согласно п. 5.20 [2] расчетное количество
одновременных пожаров на промышленном
предприятии – 1. Определим требуемое
количество воды на пожаротушение на промышленном
предприятии:
При
объединенном противопожарном водопроводе
населенного пункта и промышленного
предприятия, расположенного в населенном
пункте, требуемое количество воды на
пожаротушение будет равно двум наибольшим
расходам воды на пожаротушение населенного
пункта и предприятия, принимая во внимание
то, что на предприятии может возникнуть
только один пожар:
Q
пож = Qнп пож. + Qпр. пож.= 50+30=80 л/с (3.6)
3.4
Определение точек
отбора воды на пожаротушение
Расход воды на тушение пожара
будем отбирать в диктующей
точке - узел №5 и в месте расположения
предприятия – узел №3.
Расход
воды на пожаротушение в диктующей
точке составит:
Qд.т
пож = Qнп пож. = 50 л/с (3.7)
Расход воды на пожаротушение в
месте расположения предприятия
составит:
4.1.
Гидравлический расчет
водопроводной сети
на пропуск хозяйственно-питьевого
и производственного
расхода воды
Основной
задачей расчета проектируемого
наружного водопровода является обеспечение
подачи воды к каждому зданию и сооружению
в необходимом количестве и под соответствующим
напором. Расчет водопроводной сети ведется
из условия подачи, отвечающий наименьшим
затратам на строительство и эксплуатацию.
Расчет водопровода необходим также не
только для выбора диаметра труб и определения
потерь напора в водопроводной сети, но
и для установления напоров у насосной
станции, подбора насосов, определения
высоты водонапорной башни в зависимости
от потерь напора в водонапорной сети
при подаче расчетных расходов к местам
отбора.
4.1.1.
Определить удельные
расходы воды
qуд
= Qх.п.сек.max /S li=143,3/(200+275+225+36 +220+340+300+290)=
=143,3/2215=0,0647, (4.1)
где Qх.п.сек.max
- максимальный секундный расход воды
на хозяйственно питьевые нужды населенного
пункта, л/с; li - длина i-го участка
водопроводной сети, м.
4.1.2.
Определить путевые
расходы воды
q
пут.i = q уд · li, (4.2)
где q
уд. - удельный расход воды, л/с; li
- длина i-ro участка водопроводной сети, м.
Расчет
путевых расходов выполним в виде
таблицы 4.1.
Таблица
4.1
Путевые
расходы по участкам сети
Во
избежание арифметических ошибок необходимо
выполнить проверку.
где Qх.п.сек.max
- максимальный секундный
расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды населенного пункта, л/с; q пут.i
- расход на i - ом участке водопроводной
сети, л/с.
4.1.3.
Определить узловые
расходы воды
Узловые
расходы определяются по следующей формуле:
q
узл.i = 0,5 · Sq пут.i, (4.4)
где q
пут. i - сумма путевых расходов на участках
прилегающих к n - ому узлу, л/с.
Расчет
узловых расходов выполним в виде
таблицы 4.2.
Таблица
4.2
Узловые
расходы
Во
избежание арифметических ошибок необходимо
выполнить проверку.
Qх.п.сек.max
= S
q узл.i=16,1+15,4+25,5+19,1 19,0+27,5+20,7=143,3 л/с, (4.5)
где
Qх.п.сек.max - максимальный
секундный расход воды
на хозяйственно-питьевые нужды населенного
пункта, л/с; q пут.i - расход в i-ом
узле водопроводной сети, л/с. 4.1.4.
Вычертить расчетную
схему
Выбираем
узел №4 в качестве диктующей точки,
т.к. он наиболее удален от точки ввода
и находится на возвышенности. Также
на схеме указываем узловые расходы воды.
Из
точки ввода - узел №1 – в диктующую
точку – узел №4 – вода может поступать
по трем наиболее вероятным направлениям,
а именно:
I 1
– 2 – 3 – 4 – 5
II 1
– 7 – 6 – 5
III 1
– 2 – 3 – 6 – 5
4.1.5.
Подобрать диаметр труб
водопроводных линий
Выбор
диаметров труб водопровода производим
на основании экономических соображений.
Диаметр
труб водопровода на участке сети подбираем
в зависимости от расхода воды на этом
участке, с использованием «Таблиц для
гидравлического расчета водопроводных
труб» Ф.А. Шевелева (для чугунных труб)
[3].
При
выборе диаметра водопроводных труб
учитываем, что наиболее экономически
выгодная скорость движения воды 0,7 –
1,2 м/с.
Полученные
значения сводим в таблицу 4.3.
4.1.6.
Определить потери на
участках
Потери
напора, на участке водопровода имеющего
одинаковую скорость движения воды и
диаметр трубы на всей его длине,
определяется по следующей формуле:
hi
= li · (1000i)i / 1000, (4.6)
где li
- длина i-гo участка водопроводной сети,
м; 1000i - коэффициент Шевелева для i- го участка
водопроводной сети.
Полученные
значения сводим в таблицу 4.3.
4.1.7.
Увязать сеть
Для
кольца водопровода условно выбираем
положительное направление –
по часовой стрелке. При расчете потерь
напора воды, при движении воды по кольцу
водопровода, потери считать положительными,
если направление движения воды на участке
совпадает с условно выбранным направлением,
а если не совпадает, то отрицательными.
Суммируем
условно положительные и условно отрицательные
потери на участках каждого кольца. Сумма
потерь на участках сети кольца называется
невязкой. Сеть считается увязанной тогда,
когда выполняется условие:
-0,5<?h<0,5 (4.7)
Таблица
4.3
Гидравлический
расчет на пропуск воды в обычное
время
Анализируя
данные записанные в табл. 4.3, делаем вывод
что оба кольца водопроводной сети увязаны,
т.к в обоих случаях |?h|<0,5.
4.2.
Гидравлический расчет
водопроводной сети
на пропуск расхода
воды во время пожара
Водопроводные сети,
рассчитанные на пропуск расхода
воды на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды, необходимо проверить на пропуск
дополнительных расходов воды на цели
пожаротушения. При гидравлическом расчете
скорость движения воды по трубам не должна
превышать 2,5 м/с.
4.2.1.
определение общего
расхода воды в час
максимального водопотребления
при пожаре
где
Qсек.max – секундный расход воды
на хозяйственно–питьевые и производственные
нужды, л/с; Qпож – общий расход воды
для наружного и внутреннего пожаротушения,
л/с.
4.2.2.
Вычертить расчетную
схему
На
расчетной схеме, дополнительно
к схеме для водопровода, работающего
в нормальном режиме, изображаем узловые
расходы воды на пожаротушение населенного
пункта и промышленного предприятия.
Из
точки ввода - узел №1 – в диктующую
точку – узел №4 – вода может поступать
по трем наиболее вероятным направлениям,
а именно:
I 1
– 2 – 3 – 4 – 5
II 1
– 7 – 6 – 5
III 1
– 2 – 3 – 6 – 5
4.2.3. Проверочный
расчет сети
Делаем
проверочный расчет диаметров труб,
определенных с учетом экономических
требований для хозяйственно-питьевых
и производственных расходов, водопроводной
сети на пропуск увеличенных расходов
воды во время пожара. Сеть считается увязанной,
когда невязка сети ?h во время пожара
удовлетворяет условие:
-1<?h<1 (4.11)
Полученные
значения сводим в таблицу 4.4
Таблица
4.4
Гидравлический
расчет на пропуск воды во время пожара
Анализируя
данные записанные в табл. 4.4, делаем
вывод что оба кольца водопроводной
сети увязаны, т.к в обоих случаях
|?h|<1. Расход воды на участках водопровода
и узловые расходы, направление движения
воды на этих участка, а также выбранное
условное направление изображены в приложении 1.
Определяем
потери напора в сети по трем наиболее
вероятным направлениям.
h1=
h 1-2 + h2-3 + h3-4+ h5-4
= 1,58 + 1,8 + 26,2 = 29,58 м
h2
= h1-7 + h7-6
+ h6-5 = 2,25 +13,3 + 13,1=
28,65 м (4.12)
h3
= h 1-2 + h2-3 + h3-4
+ h5-4= 1,58+ 1,8 + 6,44 + 20,6=
30,42 м
Определим
средние потери напора в сети hпож
сети
hпож
сети = (h1 + h2 + h3) / 3
= (29,58 + 28,65 + 30,42) / 3=29,55 м, (4.13)
где hi
– потери напора по i-ому направлению,
м.
В
связи с тем, что при увязке сети изменились
диаметры труб водопровода, то необходимо
произвести пересчет водопроводной сети
при нормальном режиме водопотребления
с измененными диаметрами труб. Увеличение
диаметра труб было вынужденным решением,
т.к. при первоначальных диаметрах труб
скорость движения воды на некоторых участках
превышала 2,5 м/с.
4.3.
Произвести перерасчет
водопроводной сети
при нормальном режиме
водопотребления
Таблица
4.5
Гидравлический
расчет на пропуск воды в обычное
время
Анализируя
данные записанные в табл. 4.5, делаем
вывод что оба кольца водопроводной сети
увязаны, т.к в обоих случаях |?h|<0,5. Расход
воды на участках водопровода и узловые
расходы, направление движения воды на
этих участка, а также выбранное условное
направление изображены в приложении 2.
4.3.1.
Определить потери напора
в сети по наиболее вероятным
направлениям
Определяем
потери напора в сети по трем наиболее
вероятным направлениям.
4.3.2.
Определить средние
потери напора в сети
h сети
h
сети = (h1 + h2 + h3) / 3
= (5,52 + 5,21 + 5,58) / 3=5,44 м, (4.15)
где hi
– потери напора по i-ому направлению,
м.
4.4.
Сделать вывод
Сети
объединенных противопожарных водопроводов
проектируем кольцевыми, при этом, не допускаем
кольцевание наружных сетей через внутренние
сети зданий и сооружений (п. 10.1 [2]).
Допускается
прокладка тупиковых линий водопровода
для подачи воды на противопожарные или
хозяйственно-противо ожарные нужды различных
зданий независимо от расхода воды на
пожаротушение при длине линий не свыше
275 м (п. 10.2 [2]).
Пожарные
гидранты устанавливаем на сетях в колодцах
на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей
части автомобильных дорог и проездов
с твердым и гравийно-щебеночным покрытием,
но не ближе 5 м от стен зданий. Допускается
устанавливать пожарные гидранты на проезжей
части автомобильных дорог и на тупиковых
ответвлениях длиной не более 5 м от линий
водопровода на сетях противопожарных
или производственно-противопожарных
водопроводов при условии выполнения
мероприятий, исключающих замерзание
воды в гидрантах (п. 10.5 [2]).
Расположение
пожарных гидрантов на водопроводной
сети должно обеспечивать пожаротушение
любого обслуживаемого данной сетью здания,
сооружения или их отсеков, не менее чем
от двух гидрантов при расходе воды на
пожаротушение 15 л/с и более и от одного
– при меньшем расходе. Максимальное расстояние
от пожарного гидранта (гидрантов) до обслуживаемого
им (ими) здания или сооружения или точки
пересечения струй не должно превышать
275 м, при этом должны учитываться высота
здания и неровности рельефа местности
(п. 10.6 [2]).
Разделение
кольцевых сетей на ремонтные участки
надлежит выполнять с учетом отключения
не более пяти пожарных гидрантов, а также
подачи воды потребителям, не допускающим
перерыва в водоснабжении (п. 10.10 [2]).
Тупиковые
сети допускается предусматривать
при установке на них не более 12 пожарных
кранов при условии отсутствия на сети
потребителей, не допускающих перерыва
в подаче воды (п. 11.3 [2]).
5. PAСЧЕТ НАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ
ЕМКОСТЕЙ
5.1.
Расчет резервуара
чистой воды
Применяемые
на объектах водоснабжения резервуары
предназначены для аккумуляции и хранения
воды в системах хозяйственно-питьевог
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 излишек воды, поступающий от
очистных сооружений, накапливается в
резервуарах чистой воды; в часы максимальной
производительности насосных станций
II подъема 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.
Суммарный
объем резервуаров чистой воды определяется
по следующей формуле:
W
РЧВ = W РЧВрег + W РЧВн.з
- WРЧВвост (5.1)
где W РЧВрег
– регулирующий объем, м3; W
РЧВн.з - неприкосновенный запас,
м3; WРЧВвост
– обьем воды, восстановленный НС-1 за
время тушения пожара, м3.
5.1.1. Определить
регулирующий объем
W
РЧВрег = (Qсут.max · А1
) / 100, (5.2)
где Qсут.max
– максимальный суточный расход воды
на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды, л/с; А1 – разница между максимальными
и минимальными значениями в столбце 5
и 8 таблицы 5.1.
Определим
регулирующий объем РЧВ табличным
способом. Принимаем, что НС-1 работает
равномерно. Подача НС-2, выраженная в процентах
от максимального суточного расхода воды
на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды, коэффициент часовой неравномерности
потребления воды kчас. max=1,495 (считаем
kчас. max==1,5). Режим работы – трехступенчатый:
1-ая ступень подает 2%, 2-ая 4% и 3-ья 6%.
Таблица 5.1
Определение
регулирующего объема РЧВ (kчас.
max=1,5)
W
РЧВрег = (11304 · 19,97) / 100 = 2257,4 м3 (5.3)
5.1.2. Определить
неприкосновенный объем
Wн.з.
Wн.з.
= Wпож. + Wх.п. + Wпр. (5.3)
где Wпож
- пожарный запас, м3; Wх.п. -хозяйственно-питьево
запас, м3;
Wпр
– запас воды на производственные нужды,
м3.
Определим
пожарный запас воды:
Wпож
= (Qпож · tтуш · 3600) / 1000, (1.3)
где Qпож
– общий расход воды на пожаротушение
в населенном пункте и на предприятии,
л/с; tтуш – расчетное время тушения
пожара, час.
Согласно
п. 5.22 [2], расчетное время тушения пожара
составляет 3 часа.
Wпож
= (80 · 3 · 3600) / 1000 = 864 м3 (5.5)
Определим
хозяйственно-питьевой запас воды:
Неприкосновенный
запас на хозяйственно-питьевые нужды
может быть подсчитан по количеству
потребляемой воды во время максимального
водопотребления за период равный расчетному
времени тушения пожара.
Wх.п.
= (Qх..п.сут. max · k) / 100, (5.6)
где Qх.п
сут. .max – максимальный суточный расход
на хозяйственно-питьевые нужды, л/с; k
– коэффициент.
Так
как расчетное время тушения пожара
3 часа и коэффициент часовой неравномерности
водопотребления Кчас. max = 1,495, то за
время максимального водопотребления
в интервале с 08.00 до 11.00 (табл. 5.1) на хозяйственно-питьевые
нужды населенным пунктом израсходуется
6,25 + +6,25 + 6,25 = 18,75% от суточного водопотребления.
Значит коэффициент k=18,75. Тогда:
где Qпр.
сек. - секундный расход воды на промышленном
предприятии, л/с;
tтуш
– расчетное время тушения пожара, час.
Определим
неприкосновенный запас воды:
W РЧВн.з
= Wпож. + Wх.п. + Wпр. = 864
+ 1552,5 + 378 = 2155 м3 (5.9)
5.1.3
Определить восстановленный
объем воды WРЧВвост.
где Qсут. max
- максимальный суточный расход воды на
хозяйственно-питьевы и производственные
нужды, м3; tтуш – расчетное
время тушения пожара, час.
5.1.4.
Определить суммарный
объем резервуаров чистой
воды
W РЧВ=W
РЧВрег+W РЧВн.з-WРЧВвост
= 2257,4 + 2155 - 1413= 2999,4 м3 (5.11)
5.1.5.
Определить объем одного
резервуара чистой воды
W1РЧВ
W 1РЧВ
W РЧВ / n, (5.12)
где W
РЧВ н.з. – суммарный объем резервуаров
чистой воды, м3; n – количество резервуаров.
Согласно
п. 13.3 [2], количество резервуаров принимаем
2. Тогда:
W
1РЧВ
2999,4 / 2 = 1499,7 м3 (5.13)
5.1.6.
Выбрать стандартный
резервуар
Согласно
приложению 9 [4] выбираем резервуар РЕ-100М-19
со следующими параметрами: емкость –
1900 м3, ширина – 18 м, длина – 24 м, высота
– 4,8 м.
5.1.7.
Сделать вывод
Согласно
п. 13.3 [2] и приложения 9 [4] выбрали два резервуара
марки РЕ-100М-19 емкостью по 1900 м3
каждый.
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. Покрытие над резервуаром
плоское. Для утепления сверху резервуар
покрывают слоем земли. Стены и дно резервуара
водонепроницаемыми. Резервуар оборудуют
подающим трубопроводом, переливной и
грязевой трубами, всасывающим трубопроводом,
лазом и вентиляционной трубой. Резервуары
соединяются между собой трубопроводами
с задвижками.
Для
забора воды из резервуаров пожарными
автонасосами предусматриваем в покрытии
резервуара люки 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-питьевы 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 поплавок
опускается, контактная система поплавкового
выключателя замкнет электроцепь и в насосной
станции II подъема будет дан звуковой
или световой сигнал.
5.2.
Рассчитать водонапорную
башню
Водонапорные
башни предназначаются для регулирования
неравномерности водопотребления,
хранения неприкосновенного запаса воды
и создания требуемого напора в водопроводной
сети.
Объем
бака водонапорной башни определяется
по следующей формуле:
Wбака
= W бакарег + W бакан.з, (5.14)
где W бакарег
- регулирующий объем бака, м3; Wн.з
- неприкосновенный запас воды.
5.2.1.
Определить регулирующий
объема бака W бакарег
Отбор
воды на хозяйственно-питьевые цели из
водопроводной сети в течение суток
производится неравномерно, колебания
расхода по часам суток определяются графиком
водопотребления, который рассчитывается
в зависимости от коэффициента часовой
неравномерности водопотребления. Если
установить на насосной станции насосы,
по производительности обеспечивающие
расход в час максимального водопотребления,
то все оставшееся время насосная станция
будет работать с нагрузкой, что экономически
не выгодно.
Так
как насосная станция НС-1 имеет равномерный
режим подачи воды, подавая за час 4,17 %
суточного расхода, а водопотребление
неравномерное, то при помощи совмещенных
графиков водопотребления и водоотдачи
можно определить расчетную регулирующую
емкость бака водонапорной башни.
Регулирующий
объем воды в водонапорной башне
при равномерном режиме подачи НС-1
составит:
где Qсут.max
– максимальный суточный расход воды
на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды, м3, А2 – разность между максимальными
и минимальными значениями остатка воды
в водонапорной башне.
5.2.2.
Определить неприкосновенный
запас бака
Пожарный
объем воды в баках водонапорной
башни должен рассчитываться на десятиминутную
продолжительность тушения одного наружного
и одного внутреннего пожара при одновременном
наибольшем расходе на другие нужды (п. 12.5
[2]).
Неприкосновенный
запас воды рассчитывается по следующей
формуле:
Wн.з
= W нар.пож + W вн.пож
+ Wх.п + Wпр, (5.16)
где W
нар.пож – объем воды на тушение
наружного пожара, м3; W вн.пож
- объем воды на тушение внутреннего пожара,
м3; Wх.п – объем воды на хозяйственно-питьевые
нужды населения, м3; Wпр - объем
воды на нужды промышленного предприятия,
м3.
1.
Определим требуемый объем воды
на наружное пожаротушение:
W
нар.пож = (Q1
нар.пож·tтуш·60)/1000=(35·10·60)/1000=21
м3, (5.17)
где Q1
нар.пож – наибольший расход
воды на один наружный пожар (в населенном
пункте или промышленном предприятии),
л/с; tтуш – расчетное время тушения
пожара, мин.
2.
Определим объем воды на внутреннее пожаротушение:
W вн.пож=(
Q1 вн.пож·tтуш·60)/1000=15·10·60
/1000 = 8 м3, (5.18)
где Q1
вн.пож – наибольший расход воды
на один внутренний пожар (в населенном
пункте или промышленном предприятии),
л/с; tтуш – расчетное время тушения
пожара, мин.
3.
Определим объем воды на хозяйственно-питьевые
нужды
где Qхп.сек
– секундный расход воды на хозяйственно-питьевые
нужды, л/с; tтуш – расчетное время
тушения пожара, мин.
4.
Определим объем воды на производственные
нужды:
где Qпр.сек
– секундный расход воды на производственном
предприятии, л/с; tтуш – расчетное
время тушения пожара, мин.
Таким
образом, неприкосновенный объем бака
водонапорной башни составит:
Wн.з
= 21+8+86+21=136 м3 (5.21)
5.2.3.
Определить объем бака
водонапорной башни
Подставив
в формуле (5.14) найденные значения
регулирующего и неприкосновенного
запаса воды, найдем минимальный требуемый
объем бака водонапорной башни:
Wб
= 339,1 + 136 = 475,1 м3 (5.22)
5.2.4.
Выбрать типовой бак
Согласно
приложения 11 [4], выбираем башню со стальными
баками на кирпичной опоре емкостью 500
м3.
5.2.5.
Определить диаметр
и высоту бака
, (5.23)
где Wбака
– емкость бака водонапорной башни, м3;
Dбака – диаметр бака водонапорной
башни, м.
где hсети
- потери напора в водопроводной сети при
работе ее в обычное время, м; Zд.т,
Z6ашни – геодезические отметки
земли в диктующей точке и в месте установки
водонапорной башни, м; Нсв – свободный
напор в диктующей точке при заданной
застройке, м; 1,05 - коэффициент, учитывающий
потери напора.
Согласно
п. 6.3 [2], гидростатическое давление наружной
сети должно обеспечивать высоту компактной
части струи не менее 10 м при расположении
пожарного ствола в наивысшей точке здания.
Так как преобладающая этажность застройки
населенного пункта 5 этажей, то:
Нсв
= 10 + 4 (n-1) = 10 + 4(22-1)=94 м, (5.25)
где n –
количество этажей.
Тогда
высота водонапорной башни, согласно формуле
(5.24):
Таким
образом, получаем, что требуемая
минимальная высота водонапорной башни
110 м. Согласно приложения 11 [4], выбираем
высоту водонапорной башни - 42 м, со стальными
баками на кирпичной опоре с емкостью
бака 500 м3.
5.2.5.
Сделать выводы
Согласно
п. 6.4 [2], максимальное гидростатическое
давление в указанной наружной сети хозяйственно-противоп жарного
водопровода у потребителей не должно
превышать 0,6 МПа (60 м), т.е.:
Н
бака + Н башни < Нmax.
доп (5.27)
5,42
+ 42=47,42 м < 60 м (5.28)
Таким
образом, для обеспечения требуемого
напора в водопроводной сети используем
водонапорную башню с высотой бака 5,42
м и высотой башни 42 м. Диаметр бака водонапорной
башни 10,84 м. Водонапорную башню располагаем
в узле №1 имеющий высотную геодезическую
отметку 70 м. Для обеспечения необходимого
давления устанавлеваем насосы-повысители
у входов к водопотребителям.
6. РАСЧЕТ НАСОСНОЙ
СТАНЦИИ ВТОРОГО
ПОДЪЕМА
В
проекте принято, что НС-2 работает в три
ступени, благодаря чему обеспечивается
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.
Централизованные
системы водоснабжения по степени
обеспеченности подачи воды подразделяются
на три категории (п. 1.3 [1]). Согласно заданию
объединенный хозяйственно-питьевой водопровод
обслуживает населенный пункт с численностью
жителей 35 тыс. человек. Таким образом,
согласно п. 1.3 [1], проектируемую систему
водоснабжения относим к II категории.
Для систем водоснабжения относящихся
ко II категории допускается снижение не
более 30 % расчетного расхода подаваемой
питьевой воды на срок не более 10 сут, при
этом разрешается не более чем на 6 ч перерыв
в подаче воды или снижение расхода ниже
указанного предела для выключения вышедших
из строя и включения резервных элементов
системы водоснабжения (оборудования,
арматуры, сооружений, трубопроводов)
(п. 5.3 [1]).
Насосные
станции по степени обеспеченности
подачи воды следует подразделять на
три категории, принимаемые в соответствии
с п.4.4 (п. 7.1 [1]). В данном случае принимаем
насосные станции по степени обеспеченности
подачи воды I категории
Категории
надежности электроснабжения электроприемников
сооружений систем водоснабжения следует
определять по ПУЭ (п. 10.1 [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 (п. 1.2.18 [5]).
6.1. Рассчитать режим
работы НС-2 в обычное
время
6.2.1.
Определить подачу первой
ступени
Определим
подачу первой ступени за период времени
один час выразив ее в процентах от максимального
расхода воды на хозяйственно-питьевые
и производственные нужды.
где Qсут.
max - максимальный суточный расход воды
на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды, м3/сут; П1-подача первой
ступени, выраженная в процентах от максимального
суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые
и производственные нужды.
Пmin
< П1 < 4,17 %, (6.2)
1,5% < П1
< 4,17 % (6.3)
Исходя
из неравенства (6.3) выбираем значение
П1=2. Тогда по формуле (6.1) найдем
подачу первой ступени.
Определяем
подачу последней (третей) ступени за период
времени один час выразив ее в процентах
от максимального суточного расхода воды
на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды Пп
где Qсут.
max - максимальный суточный расход воды
на хозяйственно-питьевые и производственные
нужды, м3/сут; Пп - подача последней
ступени, выраженная в процентах от максимального
суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые
и производственные нужды.
4,17
% < Пп < Пmax(6.6)
4,17 % < Пп
< 6,25 % (6.7)
Исходя
из неравенства (6.7) выбираем значение
Пп=6. Тогда по формуле (6.5) найдем
подачу последней ступени.
где
hвод – потери напора в водоводе,
м; Hбака – высота бака водонапорной
башни, м; Hбашни – высота водонапорной
башни, м; Zбашни – геодезическая
отметка в месте установки башни, м; Zн
– геодезическая отметка оси насоса, м.
Проектируем
две всасывающих линий к насосной станции,
а также две напорных линий от насосной
станции. (п. 9.7 [2]).
В
аварийном случае, при отключении
одной из всасывающих или одной
из напорных линий НС-2, другие должны
обеспечить пропуск расхода равного
70 % максимального расчетного расхода
воды на хозяйственно-питьевые нужды,
на нужды предприятия по аварийному
графику (п. 8.2 [6]).
Qвод
= Qп.ст · 0,7=188,4·0,7=131,88 л/с , (6.10)
где Qп.ст
- подача последней ступени НС-2, л/с.
Учитывая
диапазон экономически выгодных скоростей
движения воды в водоводах (0,8…2 л/с)
определим диаметр ввода, согласно
[3]. Выбираем диаметр ввода d=450 мм со следующими
параметрами: коэффициент Шевелева 1000i
= 2,18, скорость движения воды V =0,83 м/с.
Определяем
потери напора в водоводе:
hвод
= 1000i · l / 1000 = 2,18 · 1240 / 1000 = 2,7 м (6.11)
Определим
требуемый напор в водопроводной
сети, подставив найденные величины в
формулу (6.9):
где hпожвод
– потери напора в водоводе во время пожара,
м;
hпожсети
– средние потери напора в сети во время
пожара, м; Hсв – свободный напор
у пожарного гидранта в диктующей точке,
м; Zд.т. – геодезическая отметка
земли в диктующей точке, м; Zн –
геодезическая отметка оси насоса, м.
При
диаметре ввода d=500 мм, получаем следующие
параметры: коэффициент Шевелева 1000i =
5,01, скорость движения воды V =1,38 м/с.
Определяем
потери напора в водоводе при пожаре:
hпожвод
= 1000i · l / 1000 = 5,01 · 1240 / 1000 = 6,2 м (6.16)
Определим
требуемый напор в водопроводной
сети при пожаре, подставив найденные
величины в формулу (6.14):
Проверим
выполнение условия: рассчитанный в
проете максимальный свободный напор
в сети объединенного противопожарного
водопровода (в точке ввода) должен
быть не больше максимального допустимого
– 60 м.
где Нпож
– напор в сети при пожаре, м; Zбашни
– геодезическая отметка в месте установки
водонапорной башни, м; Zн – геодезическая
отметка оси насоса, м.
Полученные
значения Q1ст, Qп.ст,
Qнаспож,
Hхоз и Hпож
занесем в таблицу 6.1. 6.3.
Подобрать насосы НС-2
6.3.1.
Обосновать выбор вида
НС-2
В
зависимости от давления, создаваемого
насосами станции II подъема и повысительными
насосными станциями, пожарные водопроводы
могут быть низкого или высокого давления
(постоянного высокого давления или низкого
давления, повышающегося только во время
пожара).
Найдем
разницу напоров в водопроводной
сети в обычное время и во время
пожара:
Hпож - Hхоз
= 60 - 52,8=7,2 м < 10 м (6.20)
Так
как разница напоров менее 10 м,
то выбираем водопровод низкого давления.
В
объединенных водопроводах низкого давления
устанавливают группу насосов одной марки
обеспечивающих все нужды, в том числе
и пожарные.
6.3.2.
Выбрать схему подключения
насосов
Выбираем
параллельную схему подключения насосов
для которой общий расход и напор воды
определяется как:
H=H1=H2=…=Hn (6.21)
Q=Q1+Q2+…++Qn (6.22)
6.3.3.
Подобрать хозяйственно-питьевые
и пожарные насосы
По
расчетным величинам Q1ст, Qп.ст,
Qнаспож,
Hхоз и Hпож, используя данные
каталогов марки насосов [7], подбираем
требуемый тип хозяйственно-питьевых
и пожарных насосов. 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.
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 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
Характеристика
НС-2
6.3.4.
Определить выбор количества
резервных насосов
На
основании п. 9.3 [2], принимаем количество
резервных насосов – один.
6.3.5.
Сделать вывод
В
проекте была принята насосная стация
второго подъема, II категории надёжности
с трёх ступенчатым режимом работы, низкого
давления.
Для
обеспечения объекта расчетным
требуемым количеством воды, в
насосной станции установлены три
основных насоса марки 8Д-9 и один резервный
насос марки 8Д-9.
Согласно
п. 9.7 [2], станция имеет две всасывающие
и две напорные линии.
Напорная линия
каждого насоса оборудована запорной
арматурой и обратным клапаном, устанавливаемым
между насосом и запорной арматурой.
На всасывающих
линиях каждого насоса запорная арматура
установлена у насосов.
Размещение запорной
арматуры на всасывающих и напорных
трубопроводах обеспечивает возможность
замены или ремонта любого из насосов,
обратных клапанов и основной запорной
арматуры без нарушения требований по
обеспеченности подачи воды.
Предусмотрены
меры защиты систем водоснабжения от гидравлических
ударов для случаев:
внезапного
выключения всех или группы совместно
работающих насосов вследствие нарушения
электропитания;
выключения
одного из совместно работающих насосов
до закрытия поворотного затвора (задвижки)
на его линии;
пуска
насоса при открытом поворотном затворе
(задвижке) на напорной линии, оборудованной
обратным клапаном;
механизированного
закрытия поворотного затвора (задвижки)
при выключении водовода в целом
или его отдельных участков;
открытия
или закрытия быстродействующей
водозаборной арматуры.
В
качестве мер защиты от гидравлических
ударов, вызываемых внезапным выключением
или включением насосов, выполнены
следующие мероприятия:
на водоводе установлен
клапанов для впуска и защемления воздуха;
на напорных линиях
насосов установлены обратные клапаны
с регулируемым открытием и закрытием;
на водоводе установлен
обратный клапан, расчленяющий водовод
на отдельные участки с небольшим статическим
напором на каждом их них;
предусмотрен сброс
воды через насосы в обратном направлении
при их свободном вращении или полном
торможении;
в начале водовода (на
напорной линии насоса) установлен воздушно-водяная
камера смягчающая процесс гидравлического
удара.
Внутри
насосной станции напорные линии всех
насосов объединяются между собой коллектором,
что дает возможность использовать любой
из насосов при аварии одного из водоводов.
Приложение
1
Приложение
2
ЛИТЕРАТУРА
СНБ 4.01.01–03
«Водоснабжение питьевое. Общие положения
и требования».
СНБ 4.01.02–03
«Противопожарное водоснабжение».
Шевелёв Ф.
А. Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных труб, М. Стройиздат, 1984
Специальное
водоснабжение. Методические указания
по выполнению курсового проекта.
Минск 2756.
Правила устройства
электроустановок (ПУЭ). - Вильнюс; ЗАО
«Ксения», 2751.
СНиП 2.04.02–84.
Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
М, Стройиздат,1986.
Специальное
водоснабжение: справочник/ ост. И.В. Карпенчук,
М.Ю. Стриганова, А.И. Красовский. – Минск
: КИИ МЧС РБ, 2757.–79 с.: ил.
