Проектирование противопожарного водоснабжения предприятия

Данные для заполнения  графы 2 определяем методом линейной интерполяции для               К_{ч. мах} =1,57 по приложению 1 [5].

Определение регулирующего  объема бака водонапорной башни при  равномерном режиме (К_{ч. мах} = 1,57).

                                                                                                                                            Таблица 6

Часы суток	Расход воды городом в % от суточного	Подача насосами в сеть в %  от суточного	Поступление воды в бак, в %	Расход воды из бака, в %	Остаток воды в баке, в %
1	2	3	4	5	6
0-1	1,37	4,17	2,8	-	2,8
1-2	1,37	4,17	2,8	-	5,6
2-3	1,17	4,16	2,99	-	8,59
3-4	1,17	4,17	3,0	-	11,59
4-5	2,0	4,17	2,17	-	13,76
5-6	3,43	4,16	0,73	-	14,49
6-7	3,8	4,17	0,37	-	14,86
7-8	5,84	4,17	-	1,67	13,19
8-9	6,05	4,16	-	1,89	11,3
9-10	5,7	4,17	-	1,53	9,77
10-11	5,7	4,17	-	1,53	8,24
11-12	6,0	4,16	-	1,84	6,4
12-13	6,6	4,17	-	2,43	3,97
13-14	6,45	4,17	-	2,28	1,69
14-15	5,7	4,16	-	1,54	0,15
15-16	5,34	4,17	-	1,17	-1,02
16-17	5,35	4,17	-	1,18	-2,2
17-18	5,63	4,16	-	1,47	-3,67
18-19	5,7	4,17	-	1,53	-5,2
19-20	4,6	4,17	-	0,43	-5,63
20-21	4,4	4,16	-	0,24	-5,87
21-22	2,7	4,17	1,47	-	-4,4
22-23	2,33	4,17	1,84	-	-2,56
23-24	1,6	4,16	2,56	-	0,00
Всего	100	100	20,73	20,73	А1=20,73

 

 

Регулирующий объем  воды в баке водонапорной башни при  равномерном режиме составит:

V_рег= Q_{сут.мах} ∙ А1/100=(4616,3 × 20,73)/100 = 957 м³,

 

     где: Q_{сут.мах.} – максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые  и производственные нужды, м³,

    А1 – разность между максимальным и минимальным значениями   остатка воды в      водонапорной башне при равномерном режиме работы (14,86+/-5,87/=20,73).

 

II-неравномерный режим работы НС-II. Результаты расчёта сводим в таблицу 7.

                                                                                                                                           Таблица 7

Часы суток	Расход воды городом в %    то суточного	Подача насосами воды в сеть в % от суточного	Поступление воды в бак, %	Расход воды из бака, %	Остаток воды в баке, %
0-1	1,37	3	1,63	-	1,63
1-2	1,37	3	1,63	-	3,26
2-3	1,17	3	1,83	-	5,09
3-4	1,17	3	1,83	-	6,92
4-5	2,0	3	1,0	-	7,92
5-6	3,43	3	-	0,43	7,49
6-7	3,8	3	-	0,8	6,69
7-8	5,84	3	-	2,84	3,85
8-9	6,05	6	-	0,05	3,8
9-10	5,7	6		-	4,1
10-11	5,7	6		-	4,4
11-12	6,0	6	-	-	4,4
12-13	6,6	6	-	0,6	3,8
13-14	6,45	6	-	0,45	3,35
14-15	5,7	6	0,3	-	3,65
15-16	5,34	6	0,66	-	4,31
16-17	5,35	6	0,65	-	4,96
17-18	5,63	4	-	1,63	3,33
18-19	5,7	3	-	2,7	0,63
19-20	4,6	3	-	1,6	-0,97
20-21	4,4	3	-	1,4	-2,37
21-22	2,7	3	0,3	-	-2,07
22-23	2,33	3	0,67	-	-1,4
23-24	1,6	3	1,4	-	0,00
Всего	100	100	12,5	12,5

 

В этом случае регулирующей объем воды составит:

V_рег= Q_{сут.мах} ∙ А2/100= (4616,3 × 10,29)/100 = 475 м³, нужно брать  12,5 и всё дальше пересчитывать

 

 

     где:Q_{сут.мах.} – максимальный суточный расход воды на хозяйственно-питьевые  и производственные нужды, м³,

            А2 – разность между максимальным и минимальным значениями   остатка воды в водонапорной башне при ступенчатым режиме работы насосов (7,92+/-2,37/=10,29).

Расчёт показывает, что  использование даже простейшего  графика ступенчатой работы насосов позволяет значительно уменьшить регулирующий объём бака.

 

6.2 Определение неприкосновенного  запаса воды (V_н.з.)

Пожарный объём воды в баке водонапорной башни рассчитываем согласно п.12.5[2] на десятиминутную продолжительность тушения пожаров при одновременном наибольшем расходе на другие нужды:

                                           V_н.з = V_пож + V_х.п. + V_{произв.,}

        где: V_пож – пожарный запас, м³;

               V_х.п. – хозяйственно-питьевой запас, м³;

               Vпр. – производственный запас, м³.

 

► Объем воды на пожаротушение:

 

V_пож= Q_пож. ∙ t_туш.∙ 60/1000 = 40∙10∙60/1000 = 24 м³,

 

        где:  Q_пож. – расход воды на пожаротушение, л/с,

               t_туш.   – расчетное время тушения пожара, мин.

 

► Объем воды на хозяйственно-питьевые нужды:

 

V_х.п.= Q_{сек. (х.п.)} ∙ t_туш. ∙ 60/1000 = 60∙10∙60/1000 = 36м³,

 

        где: Q^х.п._сек. - секундный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, л/с,

                    t_туш. – расчетное время тушения пожара, мин.

 

► Объем воды на производственные нужды:

 

V_пр= Q_{сек. (пр.)} ∙ t_туш. ∙ 60/1000 = 15,2∙10∙60 / 1000 = 9,12м³,

 

    где: Q^пр. _сек.– секундный расход воды на производственном предприятии, л/с,

                t_туш. – расчетное время тушения пожара, мин.

 

Объем неприкосновенного  запаса водонапорной башни должен составить:

 

V_н.з.=24+36+9,12 = 69,12м³.

 

Таким образом, суммарный  объем воды в баке водонапорной башни  будет равен:

 

Vб = Vрег. + Vн.з.= 475+69,12 = 544,12 м³

 

Исходя из емкости бака для воды, подбираем водонапорную железобетонную башню с железобетонным баком объемом на 600 м³ (приложение 2 [5]).

 

6.3 Определение основных параметров  водонапорной башни

 

Зная ёмкость бака, определяем его диаметр и высоту по следующим расчетным формулам:

 

                                      Д_б=1,2 ׳√V_б=1,2 ׳√600 = 10,1 м

 

                                      Н_б = Д_б / 1,5 = 10,1 / 1,5= 6,7 м

 

Высоту водонапорной башни определяем по формуле:

 

                                         Н_ВБ = 1,05∙h_сети + (Z_д.т. –Z_б.) + H_св,

 

         где: h_сети – потери напора в водопроводной сети при работе ее в обычное время, 2,19 м ( см. раздел 4);

                   Н_св –    свободный  напор в диктующей точке при десятиэтажной                                                       застройке, Н_св = 10 + 4×(n-1) = 10 + 4 ∙ (10-1) = 46 м;

          (Z_д.т. – Z_б.) - разность геодезических отметок земли в диктующей точке и                                в месте установки башни, (т.к башня устанавливается перед точкой ввода в сеть, то Z_д.т. – Z_б = 58-55=3);

     1,05 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления.

        

                                                 Н_ВБ = 1,05 × 2,19 + 3 + 46 = 52,2 м ,

принимаем водонапорную железобетонную башню с железобетонным баком  объемом на 600 м³ максимальной высоты Н_ВБ = 35 м (приложение 2 [5]).

     Для увеличения  напора предлагаю использовать  зонное водоснабжение или местные  насосные установки (насосы-повысители) для повышения напора  в зданиях  повышенной этажности (9 этажей  и более).

     Водонапорная  башня, не входящая в зону молниезащиты  других сооружений, должна быть оборудована собственной молниезащитой.

Ствол водонапорной башни  допускается использовать для размещения производственных помещений системы  водоснабжения, исключающих образование пыли, дыма и газовых выделений.

давление в водопроводной сети на вводе в здание не должно превышать 0,6 Мпа (Н_{мах.доп} - 60 м), согласно п.6.28[1].

Проверка выполнения условия:

 

                                                Н_бака + Н_башни < Н_{мах.доп.}

 

                                             6,7+35,0 =41,7м < Н_{мах.доп.}= 60м. - условие выполняется.

 

 

       

 

7. Расчёт  неприкосновенного запаса в резервуарах  чистой воды

 

              Резервуары чистой воды выполняют роль регулирующих емкостей и располагаются между насосными станциями первого и второго подъема.

     Неприкосновенный запас воды определяем как сумму пожарного, хозяйственно-питьевого и производственного расхода из расчёта 2-х часовой продолжительности тушения пожара, согласно п.5.22 [2]

(производственное здание категории Г2, II C.О.):

 

                                    V_н.з =  V _пож + V_х.п +V_{произв.}

 

► Пожарный запас:

 

V_пож. = Q_пож. ∙ t_туш. ∙ 3600/1000 = 40∙2∙3600/1000 = 288 м³ ,

 

      где: Q_пож.– общий расход воды на пожаротушение, л/с,

             t_туш. – расчетное время тушения пожара, час;

 

► Хозяйственно-питьевой запас:

 

                       V_х.п. = Q_{сут.мах.}∙11,89/100 = 4616,3∙11,89/100 = 548,9 м³,

 

 где:  Qсут.мах.– максимальный суточный расход воды на хозяйственно-  питьевые   и производственные нужды, л/с.

 

Т. к. расчетное время тушения пожара составляет 2 часа и Кчас.мах.=1,57 ,то за два часа наибольшего расхода воды (с 7.00 до 9.00) на хозяйственно-питьевые нужды города расходуется 5,84+6,05=11,89% от суточного водопотребления.

 

►Производственный запас:

 

                V_{произв.} = Q_{сек. пр.} ∙ t_туш. ∙ 3600/1000 = 15,2∙2∙3600/1000 = 109,4 м³ ,

 

       где: Qсек.пр. – секундный расход воды на производственном предприятии, л/с,

                      t_туш.   –   расчетное время тушения пожара, час.

 

Общий объём  неприкосновенного запаса составит:

                                        V_н.з.= 288 + 548,9 + 109,4 = 946,3 м³

 

Т.к. в РЧВ хранится пожарный запас, то количество  резервуаров в одном узле должно быть не менее двух таких резервуаров п.13.3[2], при этом в каждом из них должно храниться 50% объема воды на пожаротушение.

Принимаем 2 прямоугольных подземных резервуаров чистой воды объёмом V=500м³ (типовой проект 901-4-65.83) из сборного железобетона с размерами:

длина-12 м, ширина- 12 м, глубина- 3,51 м.

Резервуары оборудовать переливными и спускными трубопроводами не требуется.

 

 

 

8. Подбор  насосов насосной станции II подъёма

 

Насосные станции, подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного противопожарного водопровода, надлежит относить к I категории надёжности  (п.8.1[2]).

Насосная станция, работающая на водонапорную сеть, должна подать расчётное  количество воды, в единицу времени под требуемым напором.

Для выбора типа насосов  и определения их количества можно  выделить два режима работы насосной станции:

► первый режим – работа в обычное время (обеспечение водопотребления на хозяйственно-питьевые и производственные нужды).

 

   Подача насосов  с учётом их ступенчатого включения  будет:

 

                

                

 

 

Необходимый напор хозяйственных насосов определяем по формуле:

 

H_х.п.= 1,05h_вод + Н_б + Н_бака + (Zб - Zн),

 

       где: h_вод - потери напора в водоводе;

              Н_б - высота водонапорной башни;