2) Определение расчётных расходов воды на пожаротушение

Определим расчетные расходы воды для пожаротушения по данным приведенного примера. Так как водопровод в поселении проектируется объединенным, то согласно СП 8.13130.2009, п. 6.2 при количестве жителей 40000 чел. принимаем два одновременных пожара.

Согласно Ст. 68, п. 6, табл. 7 [1] при 2- этажной застройке с расходом воды 20 л/с на два пожара

.

Расход воды на внутреннее пожаротушение в поселении при наличии прачечной, здание пятиэтажное объемом 12200 м³, согласно п. 4.1.1, табл. 1 [3] принимаем одну струю, производительностью 2,5 л/с каждая

Согласно п. 6.1 [2] на предприятии принимаем 2 одновременных пожара, т.к. площадь предприятия более 150 га.

Согласно табл. 9 и 10 [1], а также п. 5, табл. 3 и 4 [2], расчетный расход воды для здания объемом 100 тыс. м³

,

а для здания объемом 147 тыс. м³

.

Таким образом,

.

Согласно п. 4.1.1, табл. 2 [3] расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение в производственных зданиях предприятия принимаем из расчета двух струй производительностью 5 л/с каждая, тогда

.

Таким образом,

,

,

,поэтому, согласно п. 6.2 [1], расход воды на цели пожаротушения в поселении и на предприятии определяем как сумму расхода воды на предприятии и 50% расхода в поселении:

3) Гидравлический расчет водопроводной сети

Рассмотрим гидравлический расчет на примере водопроводной сети, показанной на рис. 9.3. Общий расход воды в час максимального водопотребления составляет 264,7 л/с, в том числе сосредоточенный расход общественного здания 0,8 л/с.

Q_об.зд.=0,8 л/с

Q_пр.=10,86 л/с

l= 1000 м

l= 1500 м

l= 1500 м

Рис. 9.3. Расчетная схема водопроводной сети

1. Определим равномерно распределяемый расход:

2. Определим удельный расход воды:

;

3. Определим путевые отборы:

Результаты приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2

№ участка	Длина участка	Путевой отбор, л/с
1-2	1000	25,304
2-3	1500	37,956
3-4	1000	25,304
4-5	1500	37,959
5-6	1500	37,959
6-7	500	12,652
7-1	1000	25,304
7-4	2000	50,034
пут= 253,04

4.Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Узловые расходы

Номер узла	Узловой расход, л/с
1	25,304
2	31,63
3	31,63
4	56,934
5	37,956
6	25,304
7	43,995
	∑qузл=253,04 л/с

5. Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы. К узловому расходу в точке 5 добавляется сосредоточенный расход предприятия, а в точке 3 – сосредоточенный расход общественного здания (вместо точки 3 можно взять любую другую точку). Тогда q₅=48,816 л/с, q₃=32,43 л/с. Величины узловых расходов показаны на рис. 9.4. С учетом сосредоточенных расходов q_узл=264,7 л/с.

q₃=32,43л/с

q₄=56,934л/с

q₅=48,816л/с

Рис. 9.4. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми расходами

при максимальном хозяйственно – производственном водопотреблении

5. Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Сделаем это сначала для водопроводной сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (без пожара). Выберем диктующую точку, т.е. точку встречи двух потоков (конечную точку подачи воды). В данном примере за диктующую точку примем точку 5. Предварительно наметим направления движения воды от точки 1 к точке 5 (направления показаны на рис. 9.4). Потоки воды могут подойти к точке 5 по трем направлениям: первое 1-2-3-4-5, второе 1-7-4-5, третье 1-7-6-5. Для узла 1 должно выполняться следующее условие: сумма расходов на участках 1-2, 1-7 и узлового расхода q₁ должно быть равно общему расходу воды, поступающему в сеть. То есть соотношение q₁+q_1-2+q_1-7=Q_пос.пр. Величины q₁=19,119 л/с и Q_пос.пр=264,7 л/с известны, а q_1-2 и q_1-7 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин. Возьмем, например,q_1-2=120л/с. Тогда q_1-7 = Q_пос.пр-(q₁+q_1-2)=264,7- (25,304+120)=119,396 л/с. Для точки 7 должно соблюдаться следующее соотношение:

q_1-7 = q₇+q_7-4+q_7-6

Значение q_1-7 =119,396 л/c и q₇= 43,995 л/c известны, а q_7-4 и q_7-6 неизвестны. Задаемся произвольно одной из этих величин и принимаем, например, q_7-4= 50 л/c. Тогда q_7-6 = q_1-7-(q₇+q_7-4)=119,396-(43,995+50) = 35,401 л/с.

Расходы воды по другим участкам сети можно определить из следующих соотношений:

q_2-3 = q_1-2-q₂= 120-31,63=88,37л/с;

q_3-4 = q_2-3-q₃=88,37-32,43=55,94 л/с;

q_4-5 = q_7-4+q_3-4-q₄=50+55,94-56,936=49,006 л/с;

q_6-5=q_7-6-q₆=35,401-25,304=9,7 л/с..

Начинаем предварительно распределять расходы воды от диктующей точки. Расходы воды будут уточняться в дальнейшем при выполнении увязки водопроводной сети. Схема водопроводной сети с предварительно распределенными расходами в обычное время показана на рис. 9.5.

При пожаре водопроводная сеть должна обеспечивать подачу воды на пожаротушение при максимальном часовом расходе воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды за исключением расходов воды на душ, поливку территории и т.п. промышленного предприятия (п. 5.12 [2]), если эти расходы вошли в расход в час максимального водопотребления. Для водопроводной сети, показанной на рис. 9.3, расход воды для пожаротушения следует добавить к узловому расходу в точке 5, где осуществляется отбор воды на промышленное предприятие и которая является наиболее удаленной от места ввода (от точки 1), т.е. q^/₅=q₅+Q_{пож. рас}-q_душ. Из таблицы водопотребления (табл.2.1) видно, что час максимального водопотребления будет с 9 до 10 часов. Расход воды Q^/_пос.пр=953м³/ч=264 л/с, в том числе сосредоточенный расход предприятия равен Q^/_пр=37,5 м³/ч=10,86 л/с, а сосредоточенный расход общественного здания Q_об.зд=2,88 м³/ч=0,8 л/с.

Поэтому при гидравлическом расчете сети при пожаре:

Т.к. ,то узловые расходы при пожаре будут другие, чем в час максимального водопотребления без пожара. Определим узловые расходы так, как это делалось без пожара. При этом следует учитывать, что сосредоточенными расходами будут:

32,43

56,934

48,816

1500; 1,132

Рис. 9.5. Расчётная схема водопроводной сети

с узловыми и предварительно распределенными расходами

при хозяйственно – производственном водопотреблении

Равномерно распределенный расход будет равен:

.

Определим удельный расход воды:

;

Определим путевые отборы:

Результаты приведены в табл. 9.4.

Таблица 9.4

№ участка	Длина участка	Путевой отбор, л/с
1-2	1000	25,304
2-3	1500	37,956
3-4	1000	25,304
4-5	1500	37,959
5-6	1500	37,959
6-7	500	12,652
7-1	1000	25,304
7-4	2000	50,034
пут= 253,04

Определим узловые расходы:

Аналогично определяем расходы воды для каждого узла. Результаты приведены в таблице 9.5.

Таблица 9.5

Узловые расходы

Номер узла	Узловой расход, л/с
1	25,304
2	31,63
3	31,63
4	56,934
5	37,956
6	25,304
7	43,995
	∑qузл=253,04 л/с

Добавим к узловым расходам сосредоточенные расходы.

q₅=37,956+10,86+106,25=155,066 л/с;

q₃=31,63+0,8=32,43 л/с.

Выполним предварительное распределение расходов воды по участкам сети. Задаемся q_1-2= 170 л/с.

Тогда q_1-7=Q_пос.пр.^//-(q₁+q_1-2)=370,95-(25,304+170)= 175,646 л/с.

Принимаем q_7-4=75 л/с.

Тогда q_7-6=q_1-7-(q₇+q_7-4)=175,646-(43,995+75)=56,651 л/с.

q_2-3=q_1-2-q₂=170-31,63=138,37 л/с;

q_3-4=q_2-3-q₃=138,37-32,43=105,94 л/с;

q_4-5=q_7-4+q_3-4-q₄=75+105,94-56,934=124,006 л/с;

q_6-5=q_7-6-q₆=56,651-25,304=36,347 л/с.

q₃=32,43 л/с

q₄=56,934 л/с

q₅=155,066 л/с

Рис. 9.6. Расчетная схема сети с узловыми расходами «при пожаре»

Расчетная схема водопроводной сети с узловыми и предварительно распределенными расходами при пожаре показана на рис. 9.7.

56,934

32,43

Рис.9.7. Расчетная схема водопроводной сети с узловыми

и предварительно распределенными расходами «при пожаре»

5. Определим диаметры труб участков сети.

По экономическому фактору и предварительно распределённым расходам воды по участкам сети при пожаре по приложению 4 определяются диаметры труб участков водопроводной сети:

d_1-2= 0,4 м; d_2-3= 0,35 м; d_3-4= 0,35 м; d_4-5= 0,35 м; d_5-6= 0,2 м;

d_6-7= 0,25 м; d_4-7= 0,3 м; d_1-7= 0,4 м.

Соответствующие расчётные внутренние диаметры определяются по ГОСТ 539-80 и равны (трубы ВТ- 9, тип I) (приложение 4):

d_1-2= 0,368 м; d_2-3= 0,322 м; d_3-4= 0,322 м; d_4-5= 0,322 м; d_5-6= 0,189 м; d_6-7= 0,235 м; d_4-7= 0,279 м; d_1-7= 0,368 м.

Следует иметь в виду, что обычно рекомендуют определять диаметры по предварительно распределённым расходам без учёта расхода воды на пожаротушение, а затем проверять водопроводную сеть с найденными таким образом диаметрами на возможность пропуска расходов воды при пожаре. При этом в соответствии с п. 2.30 [4] максимальный свободный напор в сети объединённого водопровода не должен превышать 60 м. Если в нашем примере определять диаметры по предварительным расходам при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении (т.е. без учета расхода воды на пожаротушение), то получаются следующие диаметры:

d_1-2= 0,35 м; d_2-3= 0,3 м; d_3-4= 0,25 м; d_1-7= 0,35м; d_7-4= 0,25 м; d_7-6= 0,2 м;

d_4-5= 0,25 м; d_6-5= 0,1 м.

Расчеты показали, что при этих диаметрах потери напора в сети при пожаре более 60 м. Это объясняется тем, что для сравнительно небольших населённых пунктов соотношение расходов воды по участкам водопроводной сети при пожаре и при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении довольно большое.

Поэтому диаметры труб некоторых участков следует увеличивать и заново выполнять гидравлический расчет сети при максимальном хозяйственно-производственном водопотреблении и при пожаре.

В связи с вышеизложенным и для упрощения расчетов в курсовом проекте допускается определять диаметры участков сети по предварительным расходам при пожаре.