5. Определение объема бака и назначение конструктивных размеров водонапорной башни

Режим работы насосной станции второго подъема, как правило, близок режиму водопотребления населенного пункта. Однако эти режимы полностью не совпадают. Существуют часы, когда подача насосной станции второго подъема больше водопотребления города или, наоборот, водопотребление превышает подачу насосной станции. Для компенсации несоответствия режима работы насосной станции второго подъема и режима водопотребления города в системе водоснабжения предусматривают водонапорную башню.

Полная вместимость бака водонапорной башни W_в.б. м³, состоит из регулирующего объема W_p, а также неприкосновенного десятиминутного противопожарного запаса воды W_n для тушения одного наружного и одного внутреннего пожара и максимальной подачи воды на нужды населенного пункта:

. (19)

Регулирующий объем W_p определяют, сопоставляя режимы водопотребления и работы насосной станции второго подъема. Регулирующий объем бака водонапорной башни W_p, м³, соответствует максимальному остатку воды γ_max %, в баке:

. (20)

Регулирующий объем бака водонапорной башни удобно определять в форме таблицы 5.

Таблица 5

Определение регулирующего объема бака водонапорной башни

Часы суток	Расход воды населенным пунктом, %	Подача воды насосной станцией, %	Поступление воды в бак, %	Расход воды из бака, %	Остаток воды в баке, %
1	2	3	4	5	6
0-1	3,91	4,16	0,25		0,25
1-2	3,91	4,16	0,25		0,5
2-3	3,91	4,16	0,25		0,75
3-4	3,91	4,16	0,25		1
4-5	4,25	4,16		0,09	0,91
5-6	3,61	4,16	0,55		1,46
6-7	3,95	4,16	0,21		1,67
7-8	4,29	4,16		0,13	1,54
8-9	4,55	4,17		0,38	1,16
9-10	4,55	4,17		0,38	0,78
10-11	4,55	4,17		0,38	0,4
11-12	4,55	4,17		0,38	0,02
12-13	4,12	4,17	0,05		0,07
13-14	4,12	4,17	0,05		0,12
14-15	4,30	4,17		0,13	-0,01
15-16	4,46	4,17		0,29	-0,3
16-17	4,46	4,17		0,29	-0,59
17-18	4,30	4,17		0,13	-0,72
18-19	4,12	4,17	0,05		-0,67
19-20	3,96	4,17	0,21		-0,46
20-21	3,79	4,17	0,38		-0,08
21-22	4,42	4,17		0,25	-0,33
22-23	4,09	4,17	0,08		-0,25
23-24	3,92	4,17	0,25		0
Итого:	100	100	2,83	2,83

В графу 2 вносят ранее определенный (см. таблицу 2) режим водопотребления города, а в графу 3 - режим работы насосной станции второго подъема. В данной расчетно-графической работе необходимо принять одноступенчатую работу насосной станции, которая ежечасно подает в сеть 4,17 % от максимального суточного водопотребления. Сопоставляя значения подачи и расходования воды в каждый час, вычисляют значения расходов воды, поступающей в бак или уходящей из него, и заносят соответственно в 4-ю или 5-ю графу. Остаток воды в баке начинают рассчитывать с последнего часа самого продолжительного и объемного периода расходования воды из бака. Предполагается, что в этот час остаток воды равен нулю. Значения остатка воды в остальные часы определяют путем прибавления значений графы 4 или вычитания значений графы 5.

Если после определения значений остатка воды в баке оказалось, что некоторые их значения имеют знак « - », то максимальный остаток воды в баке γ_max определяют как сумму по абсолютной величине максимального значения остатка со знаком « + » и максимального со знаком « - ».

Десятиминутный противопожарный запас воды W_n, м³, определяют по формуле:

(21)

где q_п.н. - расход воды на тушение одного наружного пожара, л/с, определяемый по [1, табл. 5], и который изменяется в пределах от 5 до 100л/с для населенного пункта;

q_п.в. - расход воды на тушение одного внутреннего пожара, л/с, определяемый по [2, п. 6], и который изменяется в пределах от 2,5 до 7,5 л/с для жилых и общественных зданий;

- расход воды на нужды населенного пункта в час максимального водопотребления, м /час, определяемый в результате расчета таблицы 2 данных методических указаний.

Диаметр бака водонапорной башни, м, определяется из условия, что высота его составляет половину диаметра по формуле:

. (22)

Высота бака, м, определяется по формуле:

. (23)

Для схемы водоснабжения, приведенной водонапорной башни, м, определяют по формуле:

. (24)

где Н_св - минимальный свободный напор в диктующей точке, (10 м);

— сумма потерь напора в сети от диктующей точки до водонапорной башни, м;

z_д - отметка поверхности земли в диктующей точке, м;

z_б - отметка поверхности земли в месте расположения башни, м.

За диктующую принимают точку, в которой для обеспечения свободного напора требуется наибольшая высота водонапорной башни.

Свободный напор в диктующей точке (точке I водопроводной сети) для 5-ти этажной застройки составляет