Расход воды на тушение пожаров

Расход воды на тушение пожаров определяется по таблице 10 [9]. Согласно п.3.22 [9] и п.3.10. [8] расход воды на тушение пожара внутри зданий; оборудованных пожарными кранами, следует учитывать дополнительно к расходам на наружное пожаротушение из расчета двух пожарных струй производительностью до 2,5 л/с каждая для общественных и жилых зданий объемом более 25000 м³ и одной струи для здания менее 25000 м³. При определении расчетных расходов во время пожаротушения согласно п.3.20 [9] не учитываются на промпредприятиях расходы воды поливку территорий, прием душа, мытье полов и мойку технологичес­кого оборудования.

При количестве населения 24000 человек и этажности застройки этажа должны быть приняты 2 расчетных пожара по 15 л/с с добавкой 5 л/с (2 струи по 2,5 л/с), т.е. по 20 л/с на каждый пожар.

При количестве населения более 25000 человек необходимо учитывать п.3.18 в [9].

Таблица 2 определение расходов по часам в сутки максимального водопотребления.

Часы суток	Городские расходы	Расходы без коммунальных объектов	Промышленное предприятие
% от суточного расхода при к=1,5	Максимальные расходы, м3/час	Баня, м3/час	Праче-чная, м3/час	больница	гостиница	Производственные расходы, м3/час	Холодные цеха
Бытовые	душевые
%	м3/час	%	м3/час	%	м3/час	%	м3/час
0 - 1	1,5	200,21	-	-	0,2	0,1	0,2	0,124	199,98		18,75	3,028		3,375
1 - 2	1,5	200,21	-	-	0,2	0,1	0,2	0,124	199,98		6,25	1,009	-	-
2 - 3	1,5	200,21	-	-	0,2	0,1	0,2	0,124	199,98		12,5	2,02	-	-
3 - 4	1,5	200,21	-	-	0,2	0,1	0,2	0,124	199,98		12,5	2,02		0,712
4 - 5	2,5	333,68	-	-	0,5	0,25	0,5	0,31	333,12		18,75	3,028		0,712
5 - 6	3,5	467,16	-	-	0,5	0,25	0,5	0,31	466,59		6,25	1,009		0,712
6 - 7	4,5	600,63	-	-		1,5		1,86	597,27		12,5	2,02		0,712
7 - 8	5,5	734,10		23,25		2,5		3,1	651,25		12,5	2,02		0,712
8 - 9	6,25	834,21		23,25				4,96		112,5	18,75	3,935		3,562
9 - 10	6,25	834,21		23,25				6,2	745,76	112,5	6,25	1,31	-	-
10 - 11	6,25	834,21		23,25				3,72	750,24	112,5	12,5	2,625	-	-
11 - 12	6,25	834,21		23,25				6,2	745,76	112,5	12,5	2,625		0,9
12 - 13		667,37		23,25				6,2	578,92	112,5	18,75	3,935		0,9
13 - 14		667,37		23,25				3,72	583,4	112,5	6,25	1,312		0,9
14 - 15	5,5	734,10		23,25		2,5		3,1	651,25	112,5	12,5	2,625		0,9
15 - 16		800,84		23,25	8,5	4,25	8,5	5,27	714,08	112,5	12,5	2,625		0,9
16 - 17		800,84		23,25	5,5	2,75	5,5	3,41	717,44		18,75			4,5
17 - 18	5,5	734,10		23,25		2,5		3,1	651,26		6,25		-	-
18 - 19		667,37		23,25		2,5		3,1	584,52		12,5		-	-
19 - 20	4,5	600,63		23,25		2,5		3,1	517,79		12,5			0,675
20 - 21		533,89		23,25				1,24	454,9		18,75			0,675
21 - 22		400,42		23,25	0,7	0,35	0,7	0,434	322,38		6,25			0,675
22 - 23		266,95		23,25		1,5		1,86	186,33		12,5			0,675
23 - 24	1,5	200,21	-	-	0,5	0,25	0,5	0,31	199,65		12,5			0,675
		13347,36							11999,36			53,146		22,875

Часы суток	Промышленное предприятие	Поливка	Путевые расходы, м3/час	Сосредото-ченные расходы,	Общего-родские расходы, м3/час	Подача насосами II подъёма, м3/час	Приток в бак, м3/час	Расход из бака, м3/час	Наличие воды в баке ВБ, м3
Горячие цеха	Общий расход предприятия, м3/час	машинами	ручная
бытовые	душевые
%	м3/час	%	м3/час	м3/час	м3/час
0 - 1	15,65	0,804		1,875	94,1	141,05	-	341,03	94,324	435,354	380,501		54,853	95,756
1 - 2	12,05	0,618	-	-	86,62	141,05	-	341,03	86,844	427,874	380,501		47,373	48,383
2 - 3	12,05	0,618	-	-	87,63	141,05	-	341,03	87,854	428,884	380,501		48,383
3 - 4	12,05	0,618		0,225	88,6	141,05	151,9	492,53	88,824	581,354	715,859	134,505		134,505
4 - 5	12,05	0,618		0,225	89,6	141,05	151,9	626,07	90,16	717,326	715,859		1,467	133,038
5 - 6	12,05	0,618		0,225	87,7	141,05	151,9	759,54	88,26	847,8	967,377	119,577		252,615
6 - 7	12,05	0,618		0,225	88,6	141,05	151,9	890,22	91,96	982,18	967,377		14,803	237,812
7 - 8	12,05	0,618		0,225	88,6	141,05	-	792,3	171,45	963,75	967,377	3,627		241,439
8 - 9	15,65	1,7		1,125	122,82	-	-		209,03	957,03	967,377	10,347		251,786
9 - 10	12,05	1,3	-	-	115,11	-	-	745,76	203,56	949,32	967,377	18,057		269,843
10 - 11	12,05	1,3	-	-	116,4	-	-	750,24	200,37	950,61	967,377	16,767		286,61
11 - 12	12,05	1,3		0,825	118,15	-	-	745,76	206,6	952,36	967,377	15,017		301,627
12 - 13	12,05	1,3		0,825	119,46	141,05	-	719,97	207,91	927,88	967,377	39,497		341,124
13 - 14	12,05	1,3		0,825	116,84	141,05	-	724,45	200,81	925,26	967,377	42,117		383,241
14 - 15	12,05	1,3		0,825	118,15	141,05	-	792,3		993,3	967,377		25,923	357,318
15 - 16	12,05	1,3		0,825	118,15	141,05	-	855,13	204,92	1060,05	967,377		92,673	264,645
16 - 17	15,65			4,125	97,8	141,05	-	858,49	181,21	1039,7	967,377		72,323	192,322
17 - 18	12,05	1,13	-	-	86,9	141,05	-	792,31	169,75	962,06	967,377	5,317		197,639
18 - 19	12,05	0,867	-	-	87,9	141,05	-	725,57	170,75	896,32	967,377	71,057		268,696
19 - 20	12,05	0,867		0,375	88,92	141,05	151,9	810,74	171,77	982,51	967,377		15,133	253,563
20 - 21	12,05	0,867		0,375	88,92	-	151,9	606,3	168,41	774,71	967,377	192,667		446,23
21 - 22	12,05	0,867		0,375	87,92	-	151,9	474,28	165,954	640,234	380,501		259,733	186,497
22 - 23	12,05	0,867		0,375	88,92	-	151,9	338,23	169,53	507,76	380,501		127,259	59,238
23 - 24	12,05	0,867		0,375	88,92	-	-	199,65	89,48	289,13	380,501	91,371		150,609
		23,13		14,25	2372,73	2256,8	1215,2	15470,93	3720,73	19192,76	19192,76	759,923	759,923

2. Определение производительности и напора насосов П подъёма и емкости бака водонапорной башни.

По данным графы 25 табл.2 строится ступенчатый график расхода воды по часам суток. По нему ориентировочно определяется производительность и режим работы насосов, подающих воду в сеть (рис.1.). Производительность насосов подбирается из такого расчета: один или два насоса работают круглые сутки, а один или два других будут работать неполные сутки, включаясь в работу в определенные часы и время. При двух рабочих насосах при параллельной их работе производительность каждого равна половине расчетного расхода, а высота подъёма насоса принимается для случая подачи всего расчетного расхода. Аналогично при трех рабочих насосах при параллельной работе производительность каждого равна трети от расчетного расхода.

При выключении из работы одного; или нескольких насосов следует учитывать коэффициент параллельности: при выключении из работы одного насоса производительность оставшихся увеличивается на 11%, при выключении двух - на 18%, трех - на 25%.

По ступенчатому графику (рис.1) назначаем следующий режим работы:

3 насоса работают 16 часов, 2 насоса - 4 часа, 1 насос – 4 часа. Это может быть выражено уравнением:

где х - подача одного насоса, м³/час;

3 насоса подадут: ;

2 насоса подадут: ;

2 насоса подадут: ;

На рис.1 наносим график подачи насосов.

Рис.1. Ступенчатый график часовых расходов воды и подачи насосов.

Подача насосами,м³/час

Общегородские расходы, м³/час

Для подбора марки насосов определяем потребный напор, который ориентировочно определяется по формуле:

где - отметка поверхности земли у водонапорной башни (принимается по генплану города), м; =46,2 м;

- отметка среднего уровня воды в резервуарах чистой во­ды; принимаемого ниже поверхности земли у насосной станции II подъема на 2¸3 м, = 39,4 – 3 = 36,4 м,

- расчетная глубина воды в резервуаре напорной башни, ориентировочно принимается равной 5¸б м;

- потери напора на внутренних коммуникациях насосной станции, принимаемые предварительно равными 2¸2;5 м вод .ст.;

- потери напора в водопроводах и водопроводной сети от насосной станции до водонапорной башни, м.

- расчетная высота ствола водонапорной башни до дна резервуара, м.

(23)

где Z – отметка поверхности земли в диктующей точке, питающейся в час максимального водозабора от водонапорной башни.

Диктующая точка – это точка, имеющая наибольшую геодезическую отметку и наиболее удалённая от башни. В нашем случае можно принять в качестве диктующей точки – точку 5.

- свободный напор в диктующей точке, определяемый в зависимости от этажности застройки по п. 3. 27 [9]. Для четырёхэтажной застройки = 20 м.

- потери напора на участке от башни до диктующей точки, м.

и - определяются из расчета потери напора по длине в 2 – 3 м водяного столба на один погонный километр сети, т. е. Гидравлический уклон равен 0,002 – 0,003.

, м (24)

где i – гидравлический уклон;

- длина контура НС - … - ВБ, равная 1580 м.

, м

, м (25)

где - длина водоводов от диктующей точки до башни, равная 920 м.

, м

, м

Потребный напор насосов:

, м

По свободному графику характеристик центробежных насосов [10] подбираем 3 насоса Д 315 – 71 по производительности 322,459 м³/час и напору 43,3 м. [6]

Сопоставлением данных граф 25 и 26 таблицы 2 определяются приток в бак водонапорной башни и расход из него. (графы 27 и 28).

При определении регулирующей емкости башни назначается час суток после длительного и большего расхода из бака (в данном случае с 2 до 3 часов), считая, что к этому часу бак опорожняется и за следующий час в графу 29 ставим 0. Затем суммируем приток поступающей воды в бак за каждый час или вычитаем расход из бака. Наибольшее значение 29 графы и есть регулирующая емкость бака. В нашем случае она равна 383,241.

Если при выборе часа, в который наличие воды в баке равно 0, допущена ошибка, то в графе 29 появятся отрицательные числа. Тогда наибольшее по абсолютной величине из отрицательных чисел принимается за нуль и производится пересчет графы. Можно и не производить пересчета, так как регулирующая емкость в этом случае будет равна сумме абсолютных значений наибольших положительной и отрицательной величин графы 29.

Наибольшее значение графы 27 соответствует максимальному тран­зиту. В нашем случае максимальный транзит составляет 192,667 и при­ходится на час 20 - 21.

При подборе насосов II подъема следует стремиться к тому, чтобы подача воды от башни в час максимального водопотребления составляла не более 8-15% от максимального водопотребления и величина транзитной подачи воды в бак не превышала 25 – 30% от расхода в рассматриваемый час. Суммарная емкость бака определяется по формуле:

, м³ (26)

где - регулирующая емкость башни, м³;

- запас воды на тушение одного внутреннего и одного на­ружного пожара в течение 10 минут, м³.

, м³

где - расход воды на тушение одного внутреннего и одного на­ружного пожара. Тогда суммарная емкость бака равна:

, м³

Суммарная емкость бака водонапорной башни должна находиться в пределах 2 - 6%от суточного расхода. Полученная емкость бака составляет , что соответствует вышеприведенному требованию. По суммарной емкости следует подобрать типовую башню. При отсутствии типовых проектов окончательные размеры бака башни можно определить исходя из соотношения высоты бака и диаметра

(27)

(28)

При определении производительности насосной станции П подъема следует иметь в виду, что во время тушения пожара емкость водона­порной башни может оказаться быстро использованной. Поэтому следу­ет считать, что расход в этом случае целиком подается от насосной станции. Основные насосы, обеспечивающие подачу максимального хо­зяйственно-питьевого расхода, в ряде случаев способны подать и требуемое количество воды при пожаре за счет снижения свободного на­пора в диктующей точке до 10 м. Если основные насосы не способны подать пожарный расход, на насосной станции П подъема необходимо устанавливать либо дополнительные насосы той же марки, либо спе­циальные противопожарные насосы.

Потребную регулирующую емкость бака водонапорной башни можно определить и графический путем при помощи интегрального графика. По оси абсцисс откладываются часы суток, а по оси ординат - суммарный городской расход от начала суток. По точкам строится интегральная линия расхода в сети и линия ступенчатой подачи воды насосами. По этому графику регулирующая емкость бака определяется как сумма абсолютных величин наибольших вертикальных отрезков: положи­тельного и отрицательного между интегральной линией водопотребления линией подачи насосов.

3. Гидравлический расчёт сети.

3.1. Расчет сети на случай максимального хозяйственно-питьево­го водопотребления по методу А.Ф.Мошнина (I случай расчета).