Определение регулирующего объема бака водонапорной башни

Регулирующий объем воды в баке по СНиП 2.04.02–04 может определяться на основании совмещенных графиков водопотребления и водоподачи. Суточные графики водопотребления (часовой и интегральный) строятся с использованием типовых графиков водопотребления (таблица 5.11), максимального суточного объема водопотребления и результатов расчета, приведенных соответственно в двух крайних столбцах таблицы 5.12.

Графики водоподачи зависят от вида работы насосной станции. Рассматриваются три возможных режима работы: круглосуточный, двухсменный (непрерывно в течение 14 часов) и повторно-кратковременный (автоматическое по мере надобности включение и выключение насосов).

При круглосуточной работе насосов (непрерывно в течение 24 часов) на интегральный график водопотребления (1, рисунок 5.18) наносится график водоподачи, который представляет прямую, соединяющую начало и конец графика водопотребления (2, рисунок 5.18). Тангенс угла наклона прямой водоподачи представляет собой расход насосов Q _н:

 

. (5.6, а)

 

Регулирующий объем бака водонапорной башни V ₂₄ в рассматриваемом случае определяется как вертикальный отрезок между касательными линиями, проведенными к интегральному графику водопотребления параллельно графику водоподачи.

При двухсменной работе насосной станции (непрерывно в течение 14 часов) на график водопотребления наносится вспомогательная прямая, характеризующая подачу насосов (3, рисунок 5.18). Эта прямая проводится через начало координат и через точку, соответствующую подаче полного объема максимального суточного водопотребления в течение 14 часов. Очевидно, что расход насосов в этом случае:

. (5.6, б)

 

Для построения графика водоподачи проводится параллельно вспомогательной линии прямая, которая должна, возможно, ближе прилегать к графику недопотребления (4, рисунок 5.18). Точка пересечения этой прямой с осью прямой времени будет соответствовать рациональному моменту включения насосов, а верхний конец прямой — моменту выключения.

Кроме рассмотренного наклонного участка прямой, график водоподачи включает два горизонтальных отрезка. Один из них совпадает с осью времени от начала суток до момента включения насосов, а другой — на участке от момента выключения насосов до конца суток, соответствует максимальному суточному водопотреблению.

Регулирующий объем башни V ₁₄ в этом случае определяется как сумма двух вертикальных отрезков, соединяющих концы наклонного отрезка графика водоподачи с кривой водопотребления, то есть

 

V ₁₄ = V ₁ + V ₂.

 

При повторно-кратковременной (автоматической) работе насосной станции:

а) определяется подача насоса:

 

Q _н = Q _ч.макс + Q _пож – Q _в.п, (5.7)

 

где Q _ч.макс — максимальный часовой расход водопотребления;

Q _пож — противопожарный расход (таблица 5.12);

Q _в.п — расход второстепенных водопотребителей на производстве: поливка территории, душ, мытье полов, мойка технологического оборудования. Определяется по нормативным документам. В данной работе можно принять равным половине производственного расхода.

Если расход насосов, вычисленный по рассмотренной формуле, окажется меньше максимального часового расхода водопотребления, то принимают

Q _н = Q _ч.макс;

 

б) вычисляется время непрерывной работы насосов для подачи максимального суточного объема водопотребления:

 

, (5.8)

 

и на графике водопотребления строится вспомогательная прямая, характеризующая подачу насосов (5, рисунок 5.18). Она проходит через начало координат и точку, соответствующую объему максимального суточного водопотребления выданного за время Т_н.с;

в) предварительно намечается регулирующий объем бака V _р в пределах 2–5 ℅ от объема максимального суточного водопотребления и определяется полный объем бака водонапорной башни:

 

V _б = β (V _р + V _з), (5.9)

 

где β = 1, 2–1, 3 — коэффициент запаса, соответствующий повторно-кратковременному режиму работы насосов;

V _з — запас воды, обеспечивающий в течение 10 мин одновременную подачу противопожарного и максимально-часового расхода воды в сутки с максимальным водопотреблением.

Принимается ближайшая по объему бака типовая башня. Объем бака типовой башни V _т равен 15, 25 и 50 м³. Уточняется регулирующий объем водонапорной башни:

 

V _р = V _т – V _з; (5.10)

 

г) строится график водоподачи в предположении, что к началу суток башня полностью заполнена водой и насос автоматически включается после опорожнения регулирующего объема, то есть в момент времени Т₁ (рисунок 5.18). Таким образом, в период от 0 до Т₁ график водоподачи совпадает с осью времени.

В момент Т₁ насос включается в работу и график водоподачи будет представлять отрезок наклонной прямой проведенной параллельно вспомогательной линии от момента Т₁ на координатной оси до пересечения с графиком водопотребления. Данная точка будет соответствовать моменту Т₂ выключения насоса, так как бак в это время будет полностью заполнен водой.

После остановки насоса график водоподачи пойдет горизонтально, пока расстояние по вертикали между ним и графиком водопотребления не будет равно регулирующему объему башни V _р. В этот момент Т₃ график опять пойдет (6, рисунок 5.18) по наклонной линии до пересечения с графиком водоподачи — точка Т₄. После чего все операции по построению графика повторяются. Таким образом, точки в конце горизонтальных участков будут соответствовать моментам включения насоса, а точки начала — моментам выключения;

д) определяется по графику водоподачи число включений насоса в сутки, а затем среднее — в час. Если оно превысит 2–4 в час, то следует выбрать типовую башню, имеющую больший объем. При этом больший предел допускается для малых насосов, имеющих мощность до 10 кВт.

 

Таблица 5.12 — Расчетный расход воды на тушение одного наружного пожара в населенных пунктах

Количество жителей, тыс. чел.	Расчетное количество одновременных пожаров	Застройка одно- и двухэтажными зданиями, л/с	Застройка зданиями высотой три и более этажей, л/с

 

Примечание. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение для сельских населенных пунктов с количеством жителей от 50 до 500 человек допускается принимать 5 л/с.