Системы противопожарного водоснабжения населенного пункта, зданий общественного назначения и промышленного предприятия.

Введение
Исходные данные для проектирования
1. Обоснование принятой схемы водоснабжения
2. Определение водопотребителей и расчет потребляемого расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и предприятия
2.1. Определение водопотребителей
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 населенного пункта
4. Определение режима работы НС-II
5. Гидравлический расчет водоводов
6. Расчет водонапорной башни
6.1. Определение высоты водонапорной башни
6.2. Определение ёмкости бака водонапорной башни
7. Расчет резервуаров чистой воды
8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема
9. Заключение
Литература
Приложения

Тогда один насос за сутки подаст 2,5*24=60 % суточного расхода воды. Второй насос должен подать 100-60=40 % суточного расхода воды и надо его включать на 40/2,5=16 ч.
В соответствии с графиком водопотребления (рис. 4.1) предлагается второй насос включать в 5 ч. и выключать в 21 ч. Этот режим работы НС-II нанесен на рис. 4.1 пунктирной линией.
Для определения регулирующей емкости бака водонапорной башни составим табл. 4.1.
4.1. Режим работы НС-II и график водопотребления
Регулирующая емкость бака будет равна сумме абсолютных значений наибольшей положительной и наименьшей отрицательной величины остатка в баке: 4,06 +│-0,89│=4,95 % от суточного расхода воды.
Рассмотрим второй вариант режима работы НС-II. Определим регулирующую емкость бака для ступенчатого режима работы НС-II с подачей по 3 % суточного расхода воды каждым насосом. Один насос за 24 часа подаст 3*24=72 % суточного расхода. На долю второго насоса придется 100-72=28 % и
Таблица 4.1
Водопотребление и режим работы насосов
Время суток Часовое водопотреб-ление I вариант II вариант Подача насосов Поступление в бак Расход из бака Остаток в баке Подача насосов Поступление в бак Расход из бака Остаток в баке 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0-1 2,54 2,5 0,04 -0,04 3 0,46 0,46 1-2 1,80 2,5 0,7 0,66 3 1,2 1,66 2-3 1,80 2,5 0,7 1,36 3 1,2 2,836 3-4 1,80 2,5 0,7 2,06 3 1,2 4,06 4-5 2,54 2,5 0,04 2,02 3 0,46 4,52 5-6 3,28 5 1,72 3,74 3 0,28 4,24 6-7 4,68 5 0,32 4,06 3 1,68 2,56 7-8 5,72 5 0,72 3,34 3 2,72 -0,16 8-9 6,44 5 1,44 1,9 6 0,44 -0,6 9-10 5,06 5 0,06 1,84 6 0,94 0,34 10-11 4,35 5 0,65 2,49 6 1,65 1,99 11-12 5,01 5 0,01 2,48 6 0,99 2,98 12-13 6,09 5 1,09 1,39 6 0,09 2,89 13-14 6,13 5 1,13 0,26 6 0,13 2,76 14-15 5,01 5 0,01 0,25 6 0,99 3,75 15-16 4,30 5 0,70 0,95 6 1,70 5,45 16-17 5,39 5 0,39 0,56 6 0,61 6,06 17-18 5,73 5 0,73 -0,17 3 2,73 3,33 18-19 5,72 5 0,72 -0,89 3 2,72 0,61 19-20 4,66 5 0,34 -0,55 3 1,66 -1,05 20-21 4,33 5 0,67 0,12 3 1,33 -2,38 21-22 3,31 2,5 0,71 -0,69 3 0,31 -2,69 22-23 2,51 2,5 0,01 -0,7 3 0,49 -2,20 23-24 1,80 2,5 0,7 0 3 1,2 -1,0 Всего 100 он должен работать 28/3=9,33 ч. Второй насос предлагается включать с 8 до 17ч 20 мин. Этот режим работы НС-II показан на графике штрихпунктирной линией. Регулирующая емкость бака будет равна 6,06+│-2,69│=8,75 %, т.е. при этом режиме необходимо увеличение емкости бака водонапорной башни и окончательно выбираем режим работы НС-II по первому варианту.
5. Гидравлический расчет водоводов
Так как принят неравномерный режим работы НС-II с максимальной подачей насосов Р=2,5+2,5=5 % 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=0,75 из приложения 4 определяем диаметр водоводов:
dвод=0,25 м; dвн=0,235 м.
Скорость воды в водоводе определяется из выражения V=Q/ω,
где - площадь живого сечения водовода.
При расходе 48,3 л/с скорость воды в водоводе с расчетным диаметром 0,235 м будет равна:
.
Потеря напора определяется по формуле:
.
Для асбестоцементных труб (приложение 10 (4)):
m=0,19; A1/2g=0,561*10-3; С=3,51; А0=1.
Потери напора в водоводах составят:
Общий расход воды в условия пожаротушения равен
Расход воды в одной линии водоводов в условиях пожаротушения
При этом скорость воды в трубопроводе:
.
И потери напора в водоводах при пожаре:
6. Расчет водонапорной башни
6.1. Определение высоты водонапорной башни
Нсв=10+4(5-1)=26 м и zдт – zвб = 96 - 99 =- 3 м.
Нвб = 1,1*8,72+26-3=32,59 м.
6.2. Определение ёмкости бака водонапорной башни
Найдем регулирующую емкость бака при регулирующем объеме бака водонапорной башни К =4,95 % от суточного расхода воды в поселке.
где
Так как наибольший расчетный расход воды требуется на тушение одного пожара на предприятии, то
Таким образом, объем неприкосновенного запаса (НПЗ):
Wнз=27+74,6=101,6 м3.
Объем бака:
Wб=343,8+101,6=445,4 м3.
По приложению 5 принимаем водонапорную башню (номер типового проект 901-5-28/70) высотой 35 м с баком емкостью 500 м3.
Зная емкость бака определяем его диаметр и высоту:
.
Принципиальная схема водонапорной башни и ее оборудования показана в приложении.
Для сохранения НПЗ необходимо вывести трубу производственно-хозяйственного насоса на уровень НПЗ в верхней ее части предусмотреть отверстие. Вода к насосам через трубу будет поступать до тех пор, пока не обнажится отверстие на верху трубы и в нее попадет воздух. Оставшийся ниже отверстия на верху трубы объем воды может быть использован лишь пожарными насосами.
7. Расчет резервуаров чистой воды
Wр.ч.в = Wрег + Wнз.
Для определения Wрег воспользуемся графоаналитическим способом. Для этого совместим графики работы НС-I и НС-II (рис. 7.1). Регулирующий объем в % от суточного расхода воды равен площади «а» или равновеликой ей сумме площадей «б».
Wрег=(5-4,167)=13,3%, или Wрег=(4,167-2,5)5+(4,167-2,5)3=13,3%.
7.1 Режим работы НС-I и НС-II
Суточный расход воды составляет 6945,5 м3, а регулирующий объем резервуара чистой воды будет равен:
Wнз= Wнз.пож + Wнз.х-п.
где: Тt = 3ч – расчетная продолжительность тушения пожара (п.2.24 (4).
.
Водопотребление больше с 13 до 14 часов 425,43 м3/ч. Поэтому при расчете неприкосновенного запаса на хозяйственно-питьевые нужды принимаем:
и
Во время тушения пожара насосы на насосной станции I подъема работают и подают в час 4,167 % суточного расход, а за время Тt будет подано:
Таким образом, объем неприкосновенного запаса воды будет равен:
Wнз= (918+1276)-868=1326 м3
Полный объем резервуаров чистой воды:
Wр.ч.в= 924 + 1326=2250 м3.
Принимаем два типовых резервуара объемом 1200 м3 каждый. Номер проекта 901-4-59.83. Общий вид типового железобетонного резервуара приведен в приложении.
8. Подбор насосов для насосной станции второго подъема
Из расчета следует, что НС-II работает в неравномерном режиме с установкой в ней двух хозяйственных насосов, подача которых будет равна:
Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле6
Нхоз.нас=1,1hвод +Нв.б. +Нб +(zв.б. – zн.с),
где: hвод – потери давления в водоводах, м;
Нв.б – высота водонапорной башни, м;
Нб – высота бака водонапорной башни, м;
zв.б и zн.с – геодезические отметки соответственно места установки башни и НС-II ;
1,1 – коэффициент , учитывающий потери напора на местные сопротивления.
Тогда:
Нхоз.нас=1,1*5,1 + 35 + 6,6 + (99 – 97)=49,2 м.
Напор насосов при работе во время пожара определяем по формуле:
Нпож.нас=1,1(hвод.пож +hс.пож)+ Нсв +(zд.т.– zн.с),
где hвод.пож и hс.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=10 м.
zд.т. – геодезическая отметка в диктующей точке, м.
Тогда
Нпож.нас=1,1(20,5 +30,67) + 10 + (96– 97)=65,3 м.
Т.к. Нпож.нас- Нхоз.нас=16м>10м, то НС-II строится по принципу высокого давления.
Расчетные значения подачи и напора, принятые марки и количество насосов, категория насосной станции приводятся в табл.8.1.
Таблица 8.1
Тип насоса Расчетная подача насоса Расчетный напор насоса Принятая марка насоса Категория НС-II Количество насосов Рабочих Резервных Хозяйственный 48,2 49,2 Д500-65 1 Обоснование: НС-II подает воду непосредственно в сеть объединенного противопожарного водопровода 2 2 Пожарынй 85+48,2=133,2 65,3 Д-630-90 2 1
Чертежи насосной станции II подъема и плана камеры высокого давления приведены в приложении.
9. Заключение
Данная курсовая работа содержит гидравлический расчет наружного объединенного водопровода населенного пункта. Рассчитаны хозяйственно-производственные и пожарный расходы водопотребления. Подобрано оборудование и материалы для всех участков водопроводной сети населенного пункта. Приведены схемы водопроводной сети и чертежи оборудования насосной станции, водонапорной башни, резервуаров чистой воды и узел переключения высокого давления.
В итоге работы запроектировано объединенное водоснабжение населенного пункта, включающего в себя промышленно предприятие (два корпуса) и общественное здание (столовая).

Литература
1. Качалов А.А., Воротынцев Ю.П., Власов А.П. Противопожарное водоснабжение. – М.: Стройиздат, 1985.
2. Гидравлика и противопожарное водоснабжение. / Под ред. Ю.А. Кошмарова. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.
3. Сборник задач по курсу «Противопожарное водоснабжение» Ю.Г. Баскин, А.И. Белявцев.
4. СНиП 2.04.02.-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985.
5. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий. – М.: Стройиздат, 1986.
6. ГОСТ 539-50. Трубы и муфты асбестоцементные напорные. – М.: Изд-во стандартов, 1982.
7. Лобачев П.В. Насосы и насосные станции. – М.: Стройиздат, 1990.
Приложения
Приложить чертежи из Автокада.
39