ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Выбираем первый вариант.


Один насос за 24 часа подаст 3·24=72% суточного расхода. На долю второго насоса придется 100-72=28% и он должен работать 28/3=9,33ч. Второй насос предлагается включать с 8 час. до 17 час. 20 мин. Этот режим работы НС-II показан на графике штрихпунктирной линией.

Гидравлический расчет водоводов

По заданию водоводы проложены из стальных труб и длина водоводов от НС-II до водонапорной башни lвод=600м.
Учитывая, что мы приняли неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р=3+3=6% в час от суточного водопотребления, расход воды, который пойдет по водоводам, будет равен:

Так как водоводы следует прокладывать не менее чем в две линии, то расход воды по одному водоводу равен:
.
При значении Э=0,5 из приложения 2 определяем диаметр водоводов:
dвн.=0,3м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/ω,
где: - площадь живого сечения водовода.
При расходе Qвод=117,5 л/с скорость движения воды в водоводе с расчетным диаметром 0,25 м будет равна:
.
Потеря напора определяется по формуле:
.
Для стальных труб (приложение 10[4]):
; ; ; .
Потери напора в водоводах составят:
.
Общий расход воды в условиях пожаротушения равен .
Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения:
.
При этом скорость движения воды в трубопроводе:
.
И потери напора в водоводах при пожаре:

Потери напора в водоводах (hвод,hвод.пож.) будут учтены при определении требуемого напора хозяйственных и пожарных насосов.
Расчет водонапорной башни
Водонапорная башня предназначена для регулирования неравномерности водопотребления, хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды и создания требуемого напора в водопроводной сети
7.1. Определение высоты водонапорной башни

Высота водонапорной башни определяется по формуле:
,
где: 1,1 –коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (п. 4, приложение 10[4]);
hc – потери напора водопроводной сети при работе ее в обычное время;
zдт, zвб – геодезические отметки соответственно в диктующей точке и вместе установки башни.
Минимальный свободный напор Нсв в диктующей точке сети при максимально хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здании согласно п.2.26 СНиП 2.04.02-84 должен быть равен:

где: n – число этажей.
Как ранее было рассчитано: hc = 3,45 м.
и

.





Определение емкости бака в водонапорной башни

Емкость бака водонапорной башни должна быть равна (п. 9.1 СНиП 2.04.02-84)
,
Нами определен график водопотребления и предложен режим работы НС-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=2,83% от суточного расхода воды в поселке.

где К – коэффициент, учитывает регулирующий объем бака водонапорной башни в % от суточного расхода воды в поселке.
- общий расход воды в населенном пункте за сутки;
Wн.з. – объем неприкосновенного запаса воды, величина которого определяется в соответствии с п. 9.5 СНиП 2.04.02-84* из выражения:

Первое слагаемое – запас воды, необходимый на 10-ти минутную продолжительность тушения одного наружного и одного внутреннего пожара; второе слагаемое – запас воды на 10 минут, определяемый по максимальному расходу воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.
Регулирующий объем воды в емкостях (резервуарах, баках водонапорных башен) должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле, приведенной в п.9.2 СНиП 2.04.02-84*.
В нашем проекте определен график водопотребления и предложен режим работы HC-II, для которого регулирующий объем бака водонапорной башни составил К=2,83% от суточного расхода воды в поселке (раздел 3):

= 14093,5 м3/сутки (табл. 2.1).
Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то:


Таким образом:

.
По приложению 3 принимаем водонапорную башню (номер типового проекта 901-5-28/70) с баком емкостью 800 м3.
Зная емкость бака, определяем его диаметр и высоту:
,
В нашем случае эти величины составят:
, .



































Рис 7.1.Схема оборудования водонапорной башни: 1 – водопроводная сеть; 2 – электрозадвижки; 3 – обратный клапан; 4 – подающе-разводящий трубопровод; 5 – электрозадвижка; 6 – пожарный трубопровод; 7 – хозяйственно-питьевой трубопровод; 8 – бак; 9 – переливная труба; 10 – грязевая труба; 11 – задвижка; 12 – муфта; 13 -основание башни (стакан); 14 – вентиль; 15 – пожарный насос; 16 – колодец

Расчет резервуаров чистой воды

Резервуары чистой воды предназначены для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъема и хранения неприкосновенного запаса воды на весь период пожаротушения

Режим работы HC-I обычно принимается равномерный, так как такой режим наиболее благоприятен для оборудования HC-I и сооружений для обработки воды. При этом HC-I, также как и НС-II, должна подать все 100 % суточного расхода воды в поселке. Следовательно, часовая подача воды HC-I составит 100/24=4,167 % от суточного расхода воды в поселке
Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-1 и НС-11 (рис. 8.1). Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б»:
, или











Рис. 8.1. Режим работы НС – II и НС – I

В моем варианте суточный расход воды составляет 14093,5 м3, регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:
.
Неприкосновенный запас воды (Wн.з.) в соответствии с п. 9.4 [4] определяется из условия обеспечения пожаротушения из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов п. 2.12-2.17, 2.20, 2.22-2.24 [4] и п. 6.1 - 6.4 [5], а также специальных средств пожаротушения (спринклеров, дренчеров и других аппаратов, не имеющих собственных резервуаров) согласно п. 2.18 и 2.19 [4] и обеспечения максимальных хозяйственно-питьевых и производственных нужд на весь период пожаротушения с учетом требований п. 2.21 [4].


,
где: Тt = 3ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п. 2.24 СНиП 2.04.02-84).
Во время тушения пожара насосы на насосной станции I подъема работают и подают в час 4,167% суточного расхода, а за время Tt будет подано:

Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:
.
Полный объем резервуаров чистой воды:
.
Принимаем два типовых резервуара объемом 2400м3 каждый 30х18х4,64м. Номер проекта 901-4-66.83 (приложение 4).

Подбор насосов для насосной станции второго подъема

Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней 2-х основных хозяйственных насосов, подача которых будет равна:

Необходимый набор хозяйственных насосов определяем по формуле:
,
где: hвод – потери напора в водоводах, м;
Hв-б – высота водонапорной башни, м;
Hб- высота бака водонапорной башни, м;
Zв-б и Zн-с – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II (см. схему водоснабжения);
1.1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (п.4, приложение 10[4]).
Тогда:
.
Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:

где hвод.пож. и hc.пож – соответственно потери напора в водоводах и водопроводной сети при пожаротушении, м;
Нсв – свободный напор у гидранта, расположенного в диктующей точке, м. Для водопроводов низкого давления Нсв=10м; Zд.т.- геодезическая отметка в диктующей точке, м. Тогда:

Т.к. в нашем варианте Нпож.нас<Нхоз.нас<10м, то НС-11 строится по принципу низкого давления. В обычное время работает один или группа хозяйственных насосов. При пожаре включается в работу дополнительный насос с таким же напором, что и хозяйственные насосы и обеспечивающим подачу расхода воды на пожаротушение.

Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и кол-во насосов, категория насосной станции приводятся в табл. 9. 1 .
Таблица 9.1.
Тип насоса Расчёт-ная подача насоса Расчётный напор насоса, м Приня-тая марка насоса Категория НС - II Количество
насосов Рабо-чих Резерв-ных Хозяйственный 98,0 31,9 Д630 – 90 1
Обоснование:
НС–II подаёт воду непосредственно в сеть объединённого противопожарного водопровода. 2 2 Пожарный (добавочный) 125 30,7 Д630 - 90 1




Гидравлический расчет внутреннего объединенного хозяйственно-производственного и противопожарного водопровода производственного здания

Производственное здание II степени огнестойкости,
Категория здания по пожарной опасности – «В»
Расход воды на хозяйственно-производственные цели, (л/с) – 7.
Гарантированный напор в наружном водопроводе, (м) – 10.
Количество этажей в здании – 1.
Высота помещений в здании, (м) - 6,2.
Ширина здания, (м) – 18 м.
Длина здания, (м) – 30.

Объем здания: V = 6,2 х 18 х 30 = 3348 м3.
На хозяйственно-питьевые и производственные нужды вода подается по двум стоякам с расходом q=7 л/с.
По табл. 2, принимаем - 2 струи по 2,5 л/с; Qвн = 2(2,5= 5л/с.
Определим требуемый радиус компактной части струи при угле наклона струи =60°.

Так как расход пожарной струи меньше 4(л/с, то водопроводная сеть должна оборудоваться пожарными кранами диаметром 50 мм со стволами, имеющими насадки 16 мм, и рукавами диаметром 50 мм и длиной 15 м (п.6.8, прим. 2 [5]). При этом в соответствии с табл. 3 СНиП 2.04.01-85* действительный расход струи будет равен 2,9(л/с, напор у пожарного крана 13 м, а компактная часть струи Rк=8 м.

3. Определим расстояние между пожарными кранами из условия орошения каждой точки помещения двумя струями:

где Lкр - расстояние между пожарными кранами;
k - коэффициент, учитывающий условия орошения и принимаемый равным: k=1 - при орошении каждой точки помещения двумя струями; k=2 - при орошении каждой точки помещения одной струёй;
Rk - радиус действия компактной части струи;
- длина пожарного рукава;
В - ширина здания;

При таком расстоянии требуется установить 4 пожарных крана.
4. Составим аксонометрическую схему водопроводной сети (рис. 10.1), наметив на ней расчетные участки. Как видно, за расчетное направление следует принять направление от точки 0 до ПК-4.
5. Сосредоточиваем полученные величины расходов воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в точках присоединения хозяйственных стояков к магистральной сети, т.е. в точках 1 и 4, q1=q4=q/2=7/2=3,5 л/с.
6. Распределим сосредоточенные расходы по участкам магистральной сети, как показано на рис. 10.2, принимая за точку схода точку 3.
7. Определим диаметры труб. Для определения диаметров труб магистральной сети воспользуемся формулой

где .
Диаметр труб на участке 0-1 с максимальным расходом 6,9(л/с.

Диаметр труб для вводов:

Принимаем трубы стальные диаметром 80 мм для магистральной сети и трубы чугунные диаметром 100 мм для вводов.
Производим расчет кольцевой магистральной сети. Потери напора определяем по формуле:
где ( - поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность зависимости потерь напора от средней скорости движения воды (приложение 9);
A - удельное сопротивление труб (приложение 10);
l - длина участка водопровода, м;
q - расход воды, м3/с.
Результаты вычислений сводим в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Направления Участки d, мм А
м/с δ 0-1-2-3 0-1 18 80 454,3 6,9 1,39 0,389 1,0 0,389 1-2 20 80 454,3 3,4 0,68 0,105 1,09 0,114 2-3 20 80 454,3 0,5 0,1 0,002 1,42 0,003 0-4-3 0-4 28 80 454,3 5,9 1,19 0,443 1,00 0,443 4-3 10 80 454,3 2,4 0,48 0,026 1,16 0,030
Как следует из таблицы 10.1, средние потери напора в сети равны:

Подбираем водомер на пропуск расчетного расхода (с учетом пожарного) Qpacч=12,8(10-3 м3/с=12,8 л/с. Принимаем водомер ВВ-80. Потери напора в нем будут равны:
hвод=SQ2расч=0,00264((12,8)2=0,44м, что меньше допустимой величины 2,5 м.
10. Определим потери напора в пожарном стояке и на вводе:
hcт=А50 lcт Q2cm = 3686(7,55·(2,9(10-3)2 = 0,24 м;
hвв=А100 lвв Q2расч = 172,9(12·(12,8(10-3)2= 0,34 м.
Тогда потери напора в сети на расчетном направлении 0 - ПК-4:
hс=hср+hcm=0,24+0,34=0,58 м.
Определим требуемый напор на вводе:
Hтр.пож = 1,2hс+hвв+hвод. + Hсв + (Z,
где (Z= 1,35м
Нтр.пож=1,2((0,507+0,473)+0,44+13+1,35=16,0м.
Так как величина гарантированного напора, равная 10 м, меньше величины требуемого напора, то необходимо установить насос, обеспечивающий создание напора:
Нн=Нтр.пож-Нг=16-10=6,0 м.
При подаче Qpacч.=4,7(10-3 м3/с, принимаем по каталогу или по прил. 5 насосы марки К 8/18.
Следовательно, водопровод должен быть устроен по схеме с пожарными насосами - повысителями.

















Список использованной литературы

1. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учеб. пособие для вузов / В.И. Калицун, В.С. Кедров, Ю.М. Ласков. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 2002.- 397 с.:ил.
2. Гидравлика и противопожарное водоснабжение./ Под ред. канд.т.н., доц. Ю.Г. Абросимова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2003.
3. Задачник по гидравлике и пожарному водоснабжению / Под ред. А. А. Качалова. - М.: ВИПТШ МВД СССР. 1990.
4. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Минстрой России. ГПЦПП, 1996.
5. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Минстрой России, ГУПЦПП, 1996.
6. Качалов А. А. и др. «Гидравлика и противопожарное водоснабжение». Методические указания по выполнению курсовой работы. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987.
7. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. /Справочное пособие. - М.: Стройиздат, 1984.
8. ГОСТ 22247-76Е. Насосы центробежные консольные общего назначения для воды. Технические условия. -М.: Изд-во Стандартов, 1982.
9. Журба М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. В 3-х т./ М.Г. Журба, Л.И. Соколов, Ж.М. Говорова.- М.: изд. АСВ, 2004.-496 с.
10. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ); вступает в силу с 01.05.2009 г.- Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2008 – 144 с.
11. Свод правил Российской Федерации. Системы противопожарной защиты. Часть 5. Источники наружного водоснабжения. Требования пожарной безопасности. (Проект).
12. Свод правил Российской Федерации. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности. (Проект).



















2