Водопотребление по часам суток в поселке и на промышленном предприятии
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Определить хозяйственно-питьевое и производственное водопотребление в системе водоснабжения, обслуживающей населенный пункт и предприятие.
Число жителей в населенном пункте к концу расчетного периода 21000 человек. Здания оборудованы внутренним водопроводом, канализацией и системой централизованного водоснабжения. Застройка зданий в 5 этажей. В населенном пункте имеется предприятие общественого питания , обьемом до 2500м3. Магистральная водопроводная сеть и водоводы проложены из стальных труб. Длина водоводов от НС-II до водонапорной башни 
. Промышленное предприятие расположено вне населенного пункта, по пожарной опасности относится к категории «В», два производственных корпуса II степени огнестойкости, один объемом 100 тыс. м3, другой объемом 200 тыс. м3, ширина зданий более 36 м, площадь территории предприятия более 150 га. Предприятие работает в три смены, количество рабочих в каждой смене Nсм.=300 человек. Расход воды на производственные нужды 
=600 м3/см. Душ принимают 100 % рабочих в смену. Генплан водопроводной сети приведен на рис. 1.1.
СОДЕРЖАНИЕ
Задание на проектирование.
Введение.
1. Обоснование принятой схемы водоснабжения.
2. Определение водопотребителей и расчет потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды поселка и предприятия.
2.1. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.
2.2. Расчет требуемого расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.
2.3. Определение расчетных расходов воды на пожаротушение.
3. Гидравлический расчет водопроводной сети поселка.
4. Определение режима работы НС-II.
5. Гидравлический расчет водоводов.
6. Расчет водонапорной башни.
6.1. Определение высоты водонапорной башни.
6.2. Определение емкости бака водонапорной башни.
7. Расчет резервуаров чистой воды.
8.Подбор насосов для насосной станции второго подъема.
9.Гидравлический расчет объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода производственного здания.
10. Список использованной литературы.
ВВЕДЕНИЕ
Под противопожарным понимается такое водоснабжение, которое кроме удовлетворения хозяйственно-питьевых и производственных нужд полностью обеспечивает подачу воды в любое время суток в количестве, необходимом для тушения пожара, как снаружи, так и внутри зданий и сооружений.
Системы противопожарного водоснабжения бывают естественными и искусственными. К естественным источникам противопожарного водоснабжения относятся водоемы, пруды, реки, озера, моря, имеющие благоустроенные подъезды для забора воды пожарными насосами. К искусственным источникам противопожарного водоснабжения относятся водопровод, а также сеть пожарных водоемов и резервуаров.
Противопожарное водоснабжение может быть осуществлено от водопровода, объединенного с хозяйственно-питьевым и производственным водопроводом, или от самостоятельного противопожарного водопровода, если объединение его с водопроводом другого назначения экономически нецелесообразно. Существуют определенные нормы расхода воды на наружное и внутреннее пожаротушение, которые учитываются при проектировании, строительстве и реконструкции промышленных предприятий.
Противопожарные водопроводы в зависимости от расположения подразделяют на наружные и внутренние, а по величине напора — на водопроводы низкого и высокого давления.
В водопроводе низкого давления напор, необходимый для тушения пожара, создается передвижными пожарными насосами (пожарными автоцистернами, автонасосами или мотопомпами), подающими воду от гидрантов к месту пожара.
1. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОЙ СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
По заданию предлагается схема объединенного хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водопровода низкого давления поселка и предприятия (например, рис. 1.1) с забором воды из подземного источника (артезианские скважины). В начале магистральной сети установлена водонапорная башня.
Предполагается, что качество воды таково, что необходимости в постройке очистных сооружений нет. Системы с подземными водоисточниками более надежны в эксплуатации, дешевле по капитальным и эксплуатационным затратам, легко автоматизируются; при коротких водоводах общий расход труб в системе ниже.
Насосная станция I подъема (НС-I) забирает воду из водоисточника и подает ее в резервуары. НС-I может быть совмещена с водоприемными сооружениями или располагаться в отдельном здании. Часто НС-I выполняют заглубленными в грунт, чтобы не превысить допустимую высоту всасывания насосов. На НС-I целесообразно устанавливать не менее двух рабочих насосов ввиду изменения летнего и зимнего режимов работы, а также на случай возникновения непредвиденного увеличения подачи станции. Число резервных насосов определяется степенью надежности насосной станции.
Насосная станция II подъема (НС-II) предназначена для подачи воды в водопроводную сеть на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, и для целей пожаротушения. По степени надежности НС-II относится к I категории (перерыв в работе не допускается), т. к. НС-II подает воду непосредственно в сеть объединенного противопожарного водопровода.
В объединенных водопроводах низкого давления устанавливают группу насосов, обеспечивающих все нужды, в том числе и пожарные. Однако если они не обеспечивают необходимой расчетной подачи, то на станции дополнительно устанавливают пожарные насосы.
Количество всасывающих линий на насосных станциях I категории должно быть не менее двух. При отключении одной из линий оставшиеся должны пропускать полный расчетный расход. Насосы, как правило, устанавливают под залив.
Если в насосной станции установлена группа пожарных насосов, то необходимо постоянно следить за быстротой их включения и надежностью работы. Для чего необходимо, чтобы насосы постоянно находились ниже уровня воды в резервуарах: это значительно упрощает автоматизацию пуска насосных агрегатов. Управляют пожарными насосами дистанционно, при этом одновременно с подачей команды на включение пожарного насоса должна автоматически сниматься блокировка, запрещающая расход пожарного запаса воды в резервуарах. Число резервных насосов, обусловлено категорией надежности насосной станции.
Так как населенный пункт населенностью 28 тыс. чел., вероятнее всего имеет место значительная неравномерность потребления воды по часам суток и подачи ее насосами НС-II, следовательно необходимо устройство водонапорной башни или других напорно-регулирующих сооружений. На схеме рис.1 водонапорная башня установлена в начале водопроводной сети на естественной возвышенности (отметка +100). Когда насосы подают воды больше, чем расходуется, излишек воды поступает в водонапорную башню; когда же расход больше, чем подача насосов, вода напротив, идет из башни. Кроме того водонапорная башня предназначена для хранения неприкосновенного запаса воды на период пожаротушения.
Вода из водоисточника подается равномерно насосами НС-I, в то же время режим работы НС-II строится с учетом водопотребления, которое не является постоянным. Для регулирования неравномерности работы насосных станций I и II подъема и сохранения воды на противопожарные нужды на время тушения пожара служат резервуары чистой воды (РЧВ).
Регулирующие емкости позволяют обеспечить равномерную работу насосных станций, т.к. отпадает необходимость в подаче максимальных расходов воды в часы наибольшего водопотребления, а также уменьшить диаметр труб, что снижает капитальные затраты.
Водоводы прокладывают между насосными станциями и водопроводной сетью и предназначаются для подачи в нее воды. Трассу прокладки водоводов следует выбирать в зависимости от рельефа местности, вблизи существующих дорог, учитывая при этом технико-экономические показатели.
Рис. 1.1. Схема хозяйственно-противопожарного водопровода поселка и предприятия.1 - санитарная зона артезианских скважин; 2 - резервуары чистой воды; 3 - камера переключения; 4 - насосная станция II подъема; 5 - водопроводы; 6 - водонапорная башня; 7 - водопроводная сеть поселка; 8 – предприятие.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОТРЕБИТЕЛЕЙ И РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО РАСХОДА ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫЕ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ И ПОЖАРНЫЕ НУЖДЫ ПОСЕЛКА И ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОТРЕБИТЕЛЕНИЯ ПОСЕЛКА
Определение водопотребления начинаем с поселка, поскольку он является основным потребителем.
В соответствии с п.5.1, табл. 1 [4] норму водопотребления на одного человека принимаем 290 л/сут.
Суточный расход 
Суточный расход с учетом примечания 3, п 5.1 [4]
Расчетный расход наибольшего водопотребления в сутки
согласно п. 5.2 [4], принимаем Ксут.max=1,1 ÷1,3.
Расчетный часовой максимальный расход воды
Максимальный коэффициент часовой неравномерности водопотребления
Принимаем по п. 5.2 и табл. 2 [4] amax =1,2 и bmax=1,20,
тогда Кч.max=1,2•1,20=1,44. По приложению 1 данных указаний принимаем Kч.max=1,45.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания
где qизм=150л/сут (приложение А табл. А3 [5]).
Коэффициент часовой неравномерности водопотребления для больницы принимаем по приложению 1.
Суммарный расход воды по поселку
1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОТРЕБИТЕЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
В соответствии п.5.4 [4], приложению А табл. А3 [5] и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем qн.х-п = 25 л/(см. чел) (приложение А, табл. А3 [5]). Водопотребление в смену
Суточное водопотребление
Расход воды на душевые в смену
Количество душевых сеток
в сутки 
Расход воды на производственные нужды в смену
, в час 
Суточное водопотребление на производственные нужды
Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит
Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен
Для определения режима работы насосных станций, емкости баков водонапорных башен и резервуаров чистой воды составляется таблица почасового суточного водопотребления и строится график водопотребления по часам суток.
Пояснение к таблице 1. В графе 2 — расход воды поселком по часам суток в процентах от суточного водопотребления согласно таблице 1. при Kч.max =1,45.
В графе 4 — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания по часам суток в процентах от суточного расхода. Распределение расходов по часам суток принято по приложению 1 при Kч.max = 3
В графе 6 — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в процентах от сменного расхода. Распределение расходов по часам смены принято по приложению 1 при Kч.max =3.
Таблица 1
Водопотребление по часам суток в поселке и на промышленном предприятии
| Часы суток | Поселок | Предприятие | Всего за сутки | |||||||
| На хохяйственно-питьевые нужды | Общественное здание | на хоз.-пит. нужды |  ; м3/ч |  ; м3/ч |  ; м3/ч | % от суточно го водопот ребления | ||||
 при Кч= 1,45 |  ; м3/ч |  при Кч=3 |  ; м3/ч |  ; при Кч=3 |  ; м3/ч | |||||
| 0-1 | 154.08 | 12,5 | 0,9 | 75,00 | 260.01 | 2,68 | ||||
| 1-2 | 2,1 | 161.78 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 237.25 | 2,45 | |||
| 2-3 | 1,85 | 142.52 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 217.99 | 2,25 | |||
| 3-4 | 1,9 | 146.37 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 221.84 | 2,29 | |||
| Продолжение таблицы 1 | ||||||||||
| 4-5 | 2,85 | 219.56 | 18,75 | 1,4 | 75,00 | 295.97 | 3.05 | |||
| 5-6 | 3,7 | 285.04 | 37,5 | 2,8 | 75,00 | 362.85 | 3,74 | |||
| 6-7 | 4,5 | 346.67 | 9.6 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 431.74 | 4,45 | ||
| 7-8 | 5,3 | 408.30 | 2.4 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 486.17 | 5.01 | ||
| 8-9 | 5,8 | 446.82 | 0.8 | 12,5 | 0,9 | 75,00 | 553.56 | 5,71 | ||
| 9-10 | 6,05 | 466.08 | 14.4 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 555.95 | 5,73 | ||
| 10-11 | 5,8 | 446.82 | 14.4 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 536.69 | 5,53 | ||
| 11-12 | 5,7 | 439.12 | 1.6 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 516.19 | 5,32 | ||
| 12-13 | 4,8 | 396.78 | 0.8 | 18,75 | 1,4 | 75,00 | 446.99 | 4,61 | ||
| 13-14 | 4,7 | 362.08 | 0.8 | 37,5 | 2,8 | 75,00 | 440.69 | 4,54 | ||
| 14-15 | 5,05 | 389.04 | 3.2 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 467.71 | 4,82 | ||
| 15-16 | 5,3 | 408.30 | 3.2 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 486.97 | 5,02 | ||
| 16-17 | 5,45 | 419.86 | 3.2 | 12,5 | 0,9 | 75,00 | 529.00 | 5.46 | ||
| 17-18 | 5,05 | 389.04 | 4.8 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 469.31 | 4,84 | ||
| 18-19 | 4,85 | 373.64 | 2.4 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 451.51 | 4,66 | ||
| 19-20 | 4,5 | 346.67 | 4.8 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 426.94 | 4,40 | ||
| 20-21 | 4,2 | 323.56 | 5.6 | 18,75 | 1,4 | 75,00 | 405.57 | 4,18 | ||
| 21-22 | 3,6 | 277.34 | 37,5 | 2,8 | 75,00 | 363.15 | 3.75 | |||
| 22-23 | 2,85 | 219.56 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 295.03 | 3,04 | |||
| 23-24 | 2,1 | 161.78 | 6,25 | 0,5 | 75,00 | 237.25 | 2,45 | |||
| Итого | 7703.85 | 22,5 | 9696.35 |
Из таблицы 1. видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление на все нужды расходуется 555.95м3/ч. По данным графы 11 табл. 1строим график водопотребления объединенного водопровода по часам суток (рис. 1.2)
1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ НА ПОЖАРОТУШЕНИЕ
Населенный пункт. Так как водопровод в поселке проектируется объединенным, то согласно СП 8.13130.2009, п. 6.2, при количестве жителей 21000 человек и пятиэтажной застройке принимаем два одновременных пожара (п. 5.1, табл. 1 [6]) с расходом воды15/с на один пожар:
Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселке, при наличии общественного здания, объемом более 2500 м3, согласно [7], п. 4.1.1, табл. 1. принимаем равным 0л/с, (две струи производительностью 0 л/с каждая).
=0·0=0л/с
Промышленное предприятие. Согласно п. 5.3, табл. 4 [6], расчетный расход воды для здания объемом100 тыс. м3 
, а для здания объемом 120 тыс. м3 
.
Так как площадь территории предприятия более 150 га, то в соответствии с п.6.1 [6] принимаем два одновременных пожара, 
.
Согласно [7], п. 4.1.1, табл. 2 расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета двух струй производительностью 5 л/с каждая, тогда:
.
Таким образом,
;
Согласно СП 8.13130.2009, п. 6.2, при числе жителей в населенном пункте более 25 тыс. чел. расход воды на цели наружного пожаротушения следует определять как сумму потребного большего расхода (на предприятии или в населенном пункте) и 50% потребного меньшего расхода (на предприятии или в населенном пункте).
Так как, 
, поэтому, согласно [6], п.6.2, расход воды на цели наружного пожаротушения в поселке и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода воды в поселке:
.