Проектирование противопожарного водоснабжения предприятия

 

 

1. Краткая характеристика объекта.

 

       Населенным пунктом, для которого рассчитывается объединенный водопровод, является город с населением 18,1 тыс. чел., имеющий застройку зданиями высотой преимущественно 10 этажей. Рельеф местности спокойный.

Геодезическая отметка точки  ввода в сеть (точка №3) - 55 м, диктующей точки №7 – 58 м.

Квартиры жилых зданий оборудованы внутренним водопроводом, ванными и газовыми водонагревателями. 

Водопровод одновременно должен также обеспечить водой промышленное предприятие, расположенное вне населенного пункта, на территории площадью – 110 га. Расчетный расход воды на предприятии в час максимального водопотребления составляет - 15,2 л/с и отбирается в узле №5 как сосредоточенный.

Наибольшую пожарную опасность на производственном предприятии представляет здание без фонарей, которое характеризуется следующими параметрами:

- объем здания - 240 тыс.м³;

- категория помещения по пожарной опасности – Г2;

- степень огнестойкости – II.

 

Длина отдельных  участков водопроводной сети

                                                                                                                                Таблица 1

Номер участка	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-1	2-5
Длина, м	280	220	350	290	240	300	270	250

 

Насосную станцию второго подъема (НС-II), которая будет подавать воду в сеть, предлагается расположить рядом со станцией очистки и обработки воды.                 Разность геодезических отметок между НС-II и точкой ввода №3 составляет +5 м. Расстояние от НС-II до точки ввода воды в сеть составляет - 1080 м. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт объёма и режима водопотребления

 

Объединённый водопровод должен обеспечивать расход воды для  хозяйственно-питьевых и производственных нужд в сутки наибольшего водопотребления.

 

1. Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

 

Суточные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды и  коэффициент часовой неравномерности водопотребления для населённых мест определяются по [1] и зависят от степени благоустройства районов жилой застройки.

При застройке населённого  пункта зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и местными газовыми водонагревателями, проектная норма среднесуточного (за год) хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя составит:  q_ж – 140 л/сут.(табл.А1[1]).

 

 

2.1.1 Определение среднего суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды.

 

Расчёт суточного расхода  воды ( ) на хозяйственно-питьевые нужды жителей населённого пункта производится согласно п.6.13[1] по формуле:

 

  ,

 

где – коэффициент, учитывающий расходы воды на нужды учреждений, организаций и предприятий социально-гарантированного обслуживания, а также неучтённые расходы, принимаем = 1,1 (п.6.2[1]);

q_ж – удельное водопотребление одним жителем в сутки, л/сут.;

N_ж – расчётное количество жителей в населённом пункте, чел.

 

                                  

 

 

2.1.2 Определение максимального суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения

 

Расчётные расходы воды в сутки наибольшего водопотребления  определяется согласно п.6.14[1] по формуле:

,

       где: коэффициент суточной неравномерности водопотребления,                                  равный 1,1-1,3 (п.6.10[1]).   Принимаем  .

                     Q_сут.ср.    -    средний суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды  населения, м³/сут.           

      

                                    

 

2.1.3 Определение максимального часового расхода воды на    хозяйственно-питьевые нужды.

 

Расчёт ведём согласно п.6.18[1] по формуле:

 

,

 

где: – коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяемый из выражения согласно п.6.11[1]:

 

 

   где α_max- коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режима работы предприятий другие местные условия, принимаем α =1,29 (по заданию);

           βmax - коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте,      определяется методом линейной интерполяции по табл.1 [1], для количества жителей 18100 чел. βmax =1,22;

    - максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды населения, м³/сут.

 

 

 

2.1.4. Определение максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды.

 

Водопроводная сеть должна быть рассчитана на работу при максимальной нагрузке. Предполагая, что в течении  часа вода отбирается равномерно наибольший расход воды в населённом пункте в час максимального водопотребления составит:

 

,

 

где - максимальный часовой расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, м³/ч;

       1000 – постоянная для перевода из кубических метров в литры;

                   3600 – постоянная для перевода часов в минуты.

 

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

2.   Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды

 

 

2.2.1 Определение секундного расхода воды хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

 

Расход воды на производственные нужды на предприятии принимаем  по заданию:

 

  

В час максимального  водопотребления водопровод должен обеспечить расход:

 

                                     _,

 

где   - секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, л/с.

 

                                    

 

 

2.2.2 Определение суточного расхода воды на промышленном предприятии.

 

Предположим, что предприятие работает в три смены и потребление воды в течение суток равномерное, тогда суточный расход воды на промышленном предприятии составит:

 

                                     ,

 

где         m   –   количество рабочих смен;

t_смена    –   продолжительность смены, час;

       - секундный расход воды на производственном предприятии, л/с.

                                              

                                   

 

 

2.2.3 Определение максимального суточного расхода воды на хозяйственно- питьевые и производственные нужды.

 

Максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды определяем по формуле:

 

                                                  ,

 

где - максимальный суточный расход воды на хоз-питьевые нужды, м³/сут;    

      - суточный расход воды на производственном предприятии, м³/сут.

                                        

 

 

 

3. Расчёт расхода воды на пожаротушение и количества одновременных пожаров

 

Т.к предприятие находится  за пределами населённого пункта, то для расчёта  магистральных (кольцевых) линий водопроводной сети определение расчетного количества одновременных пожаров и расчетных расходов воды на наружное и внутреннее пожаротушение производится согласно п.5.21 [2] при площади территории производственного предприятия до 150 га (110 га), числа жителей в населённом пункте свыше 10 до 25 тыс. чел. (18,1 тыс.чел.) принимаем два пожара (один на предприятии, которое находится вне населённого пункта, и один в населённом пункте).

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение в населённом пункте определяется согласно табл.1 [2] по численности населения и этажности застройки независимо от степени огнестойкости здания.

При застройке зданиями высотой более трёх этажей (10 этажей) и численности населения от 10 до 25 тыс.чел. (18,1 тыс. чел.) расчётный расход воды на наружное пожаротушение на один пожар составит Q_н^н.п.=15 л/с. Внутреннее пожаротушение для жилых (Ф1.3) зданий данной этажности согласно табл.6 [2]  не предусматривается.

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение на производственном предприятии определяется по степени огнестойкости, категории помещений по пожарной опасности и объёму этого здания, для тушения пожара в котором требуется наибольший расход (для диктующего здания).

По заданию наибольшую пожарную опасность представляют здание II степени огнестойкости с категорией помещений Г2 объёмом 240 тыс.м³., без фонарей, шириной более 60 м.

Расчётный расход воды на наружное пожаротушение через гидранты согласно табл.4[2] составит Q_н^пр=25 л/с.

Согласно п.4.5 [2] внутренний противопожарный водопровод в производственном здании не предусматривается.

Общий расход воды для  наружного и внутреннего пожаротушения должен составить:

 

Q_пож =Q_н^н.п. + Q_вн^н.п. + Q_н^пр + Q_вн^пр =15л/с + 0 + 25л/с + 0 = 40 л/с

         

 

4. Гидравлический расчёт водопроводной сети на пропуск хозяйственно-питьевого и производственного расхода воды.

 

Основной задачей расчёта  проектируемого наружного водопровода  является обеспечение подачи воды к каждому зданию и сооружению в необходимом количестве и под соответствующим напором.

Расчёт водопроводной  сети ведётся из условия подачи, отвечающий наименьшим затратам на строительство  и эксплуатацию. Расчёт 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 расчётных расходов к местам отбора.

Подготовку к гидравлическому расчёту начинаем с распределения хозяйственно-питьевого расхода воды по узлам отбора.

        Определяем удельный расход воды для рассчитываемой сети:

 

,

 

где  L - общая длина рассчитываемой сети, м.

 

                      

                                =280 + 220 + 350 +290 +240 +300 +270 + 250 = 2200 м.

 

Путевые расходы по участкам сети                                              

                                                                                                                                     Таблица 2

Номера участков	Расчётная  формула	Расчётные  величины	Путевой  расход, л/с
1	2	3	4
1-2		0,027´280	7,8
2-3		0,027´220	6,0
3-4		0,027´350	9,5
4-5		0,027´290	8,0
5-6		0,027´240	6,5
6-7		0,027´300	8,2
7-1		0,027´270	7,2
2-5		0,027´250	6,8

 

Проверка:Q^х.п._{сек.макс} 7,8+6,0+9,5+8,0+6,5+8,2+7,2+6,8=60 л/с

 

 

 

 

Определяем узловые  расходы.

Распределение их по участкам водопроводной сети, т.е. по участкам, заключенным между соседними  узлами, производим соблюдая обязательное условие: то количество воды, которое ушло из узла, должно быть равно тому количеству, которое должно дойти до участков, прилегающих к этому узлу.

Узловые расходы                                        

                                                                                                                                 Таблица 3

Номер узла	Расчётная формула	Расчётные величины	Узловой расход
1	2	3	4
1			7,5
2			10,3
3			7,7
4			8,8
5			10,6
6			7,4
7			7,7