ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1. Определение расчётных расходов воды

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение………………………………………………………………………………………………4
1. Определение расчётных расходов воды…………………………………………………….…….5
1.1. Определение расчётных расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды города………..5
1.2. Расход воды на нужды промышленного предприятия………………………………………..6
1.3. Определение расхода воды на пожаротушение в городе и на
промышленном предприятии……………………………………………………………………….8
1.4. Определение расхода воды на поливку улиц и зеленых насаждений в городе и на
промышленном предприятии…………………………………………………………………...9
1.5. Определение расхода воды на нужды общественных зданий………………………………..10
2. Режимы расходования воды различными категориями потребителей……………………..12
3. Решение схемы водоснабжения и трассировка сети……………………………………….......14
4. Схема питания сети, режим работы НС – II-го подъёма и регулирующих ёмкостей……..15
5. Гидравлический расчет кольцевой сети……………………………………………………...…16
5.1. Определение удельных, путевых и узловых расходов……………………………...…16
5.2. Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления………………………18
5.3. Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления и пожара………..…22
5.4. . Гидравлический расчёт водоводов…………………………………………………………..23
6. Расчет водонапорной башни……………………………………………………………………...26
6.1. Определение полного объёма бака водонапорной баши………………………………….…26
6.2. Определение размеров бака водонапорной башни………………………………………..….28
6.3. Определение высоты водонапорной башни………………………………………………..…28
6.4. Определение напора и производительности насосов НС II……………………………….....29
7. Определение пьезометрических напоров…………………………………………………..…....30
7.1. определение пьезометрических напоров в час максимального водопотребления………….30
8. Определение необходимой емкости РЧВ……………………………………………………..….32
9. Конструирование водонапорной сети…………………………………………………………....34
10. Библиографический список............................................................................................................35
11. Приложение………………………………………………………………………………………...35
Из Ли №
Подп Да
докумен ись
Выполн
м.
та
ст Кудрявц
та
ил
Конева
Прове
ев А
рил
В.В
Н.Кон
Ут
тр
в.
КП
270112.175.09
Ста
Проектирование
водопроводной сети
города
дия
Лис
т3
Лист
33
ов
УГТУ ВВ-05
Введение
Под системой подачи и распределения воды понимается комплекс водопроводных
сооружений, включающий насосные станции, сети, водоводы и напорные регулирующие емкости,
т. е. сооружений, осуществляющих подъем воды, ее транспортирование к снабжаемому объекту,
распределение по территории объекта и раздачу потребителям, а также аккумулирование воды.
Все перечисленные сооружения неразрывно связаны в своей работе, и их расчет может быть
произведен только с учетом этой взаимосвязи.
В курсовом проекте рассматриваются основные вопросы проектирования и расчета
транспортирующих воду сооружений (сетей и водоводов) с учетом их взаимосвязи с насосными
станциями и регулирующими емкостями.
Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и
неразрывно связана в работе с водоводами, насосными станциями, подающими воду в сеть, а
также с регулирующими емкостями (резервуарами и башнями). Водопроводная сеть должна
удовлетворять следующим основным
требованиям:
а) обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под требуемым
напором;
б) обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности снабжения водой потребителей.
Кроме того, выполняя поставленные требования, сеть должна быть запроектирована наиболее
экономично, т. е. обеспечивать наименьшую величину приведенных затрат на строительство и
эксплуатацию как самой сети, так и неразрывно связанных с ней в работе других сооружений
системы.
Выполнение этих требований достигается правильным выбором конфигурации сети и
материала труб, а также правильным определением диаметров труб с технической и
экономической точки зрения
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
4
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ.
1.1. Определение расчётных расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды
города.
Площадь застройки вычисляем как площадь трапеции с основаниями 11 см и 13 см (см.
схему генплана М 1:10000)
F (
14  18
) * 12,5  198га
2
Определяем расчетное число жителей:
Nж  F  P
(1)
где Р – плотность населения, гел/га (по заданию).
N ж  198  360  71280чел
Среднесуточный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды города определяем по
формуле:
Qср.сут. 
где
3
qж  N
 K н.н м
сут
1000
(2)
qж – удельное водопотребление, л/сут на одного человека, принимается по [1, табл.1]
или по приложению 1;
Кн.н = 1,1…1,2 – коэффициент увеличения расхода воды за счет неучтенных нужд.
Qср.сут. 
3
230  71280
 1,1  18034 м
сут
1000
Расчетные расходы воды в сутки наибольшего и наименьшего водопотребления пределяем
по [1, форм.2]:
Qсут. max .  K сут. max .  Qср.сут. м
Qсут. min .  K сут. min .  Qср.сут. м
3
сут
(3)
сут
(4)
3
где Ксут.max. – коэффициент максимальной суточной неравномерности, принимается равным
1,1…1,3 по [1. п.2.2.]
Ксут.min.. – коэффициент минимальной суточной неравномерности, принимается
равным 0,7…0,9 по [1. п.2.2.]
Значение данных коэффициентов зависит от режима работы предприятий, степени
благоустройства зданий и т.д.
Условно:
-
для крупных городов с населением около миллиона человек и более Ксут.max. = 1,1;
Ксут.min. = 0,9;
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
5
для малых населенных пунктов с числом жителей до 50000 жителей Ксут.max. = 1,3;
-
Ксут.min. = 0,7;
для остальных случаев принимаются промежуточные значения.
-
Qсут. max  1,25  18034  22543 м
3
сут
Qсут. min .  0,75  118034  13526 м
3
сут
Расчетные часовые расходы воды определяем по [1, форм.3]:
Qсут. max . м 3
ч
24
(5)
Qсут. min . м 3
ч
24
(6)
qч. max .  K ч. max . 
qч. min .  K ч. min . 
где
Кч.max. и Кч.min. – коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, следует
определять по [1, форм.4]:
К ч. max .   max   max  1,3  1,13  1,47
(7)
К ч. min .   min   min  0,5  0,64  0,32
(8)
здесь α – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, принимаемый
= 1,2 – 1,4;
αmax
αmin = 0,4 –0,6;
β – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте, принимается
методом интерполяции по [1. табл.2] или по приложению 2.
qч. max .  1,64 
3
22543
 1540 м
ч
24
qч. min .  0,32 
3
13526
 180 м
ч
24
1.2. Расход воды на нужды промышленного предприятия.
Вода питьевого качества может расходоваться на промпредприятии на технологические
нужды, на хозяйственно-питьевые потребности рабочих в цехах и на прием душа рабочими.
Расход на технологические нужды задается технологами предприятия или определяется по
нормам расхода воды на единицу выпускаемой продукции. Для выполнения курсового проекта
расход воды, забираемой из городского водопровода на производственные нужды, приводится в
задании.
Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих и служащих промышленного
предприятия Qсм.х-п.. м3/см, определяется раздельно по каждой смене, в зависимости от типа
цехов (по тепловыделению) по формуле:
Qcм. хп
Из Ли
м. ст
qutot  N cм

1000
№
докумен
Подп Да
ись
та
(9)
КП
270112.175.09
Лис
т
6
где Nсм - количество рабочих в смену в цехе данного типа;
qutot - норма расхода, в литрах на одного человека в смену, принимается по [2, прил.3]:
-
для горячих цехов – 45 л/см;
-
для холодных цехов – 25 л/см.
Горячими считаются цеха с тепловыделением свыше 84 кДж на 1 м3/ч.
Расчётные расходы воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия составят:
для холодных цехов в смену 8 – 16:
Qcм. х  п 
3
25  243
 6,1 м
см
1000
для горячих цехов в смену 8 – 16:
Qcм. х  п 
3
qutot  N cм 45  297

 13,4 м
см
1000
1000
Для других смен расчетные расходы на хозяйственно-питьевые нужды определяются
аналогично.
Расход воды на пользование душем в л/с определяется по формуле:
qдуш 
где,
qutot  nc
1000
qutot
(10)
- норма расхода воды на одну душевую сетку в смену, принимается равным 500
л по [2, прил.3];
nс – количество душевых сеток, определяется по формуле:
nc 
Ni
a
(12)
здесь Ni – количество рабочих, пользующихся душем в данную смену;
а – количество человек, обслуживаемых одной душевой сеткой, в
зависимости от группы производственных процессов, принимается по приложению 3.
Продолжительность пользования душем – 45 минут.
Для смены 8 – 16 расход на пользование душем для рабочих, работающих в холодных цехах
расход составит:
nc 
134
 19
7
qдуш 
3
500  19
 9,5 м
ч
1000
Расчет выполняется по форме таблицы №1. В графах 6 и 8 приведены нормативные данные.
В графы 7 и 9 заносим вычисления выполненные по формуле (9), а в графы 13 и 17 по формуле
(10).
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
7
Таблица №1 – Определение суточной водопотребности на хозяйственно-питьевые нужды и
1.3.
13
9,5
5,8
5,8
21,21
14
163
100
100
363
М3/ч.
12
19
12
12
Шт.,nc
11
7
7
7
Чел.,a
10
134
82
82
297
Чел., Nis
9
13,4
8,2
8,2
29,7
М3/ч.
8
45
45
45
Шт.,nc
7
6,1
3,7
3,7
13,5
Чел.,a
6
25
25
25
Чел., Nis
5
297
182
182
660
М3/смен
4
243
149
149
540
Л/смен на
чел
Л/смену на
чел.
3
540
330
330
1200
М3/смен
в горячих
цехах
Расход воды на хоз.-пит.
Расходы на пользование душем
нужды
Хол. цеха
Гор.цеха
Холодные цеха
Горяцие цеха
в холодных
цехах
1
2
I
8-16
II
16-0
III
0-8
Итого
Количество
работающих,чел.
всего
Часы работы
Номер смены
пользование душем на промпредприятии.
15
7
7
7
16
23
14
14
17
11,7
7,1
7,1
25,9
Определение расхода воды на пожаротушение в городе и на
промышленном предприятии.
Расход воды в л/с на пожаротушение складывается из расходов на наружное (из
пожарных гидрантов) и внутреннее (из пожарных кранов или спринклерных систем) тушение
пожаров. Количество одновременных пожаров и расход воды на наружное тушение одного
пожара в населенном пункте определяются по [1, п.2.12] или по приложению 4 в зависимости от
общего числа жителей в городе и максимальной этажности застройки.
Расход воды на наружное тушение одного пожара на промпредприятиях должен
приниматься для здания, требующего наибольшего расхода воды, согласно [1, табл. 7 или 8]
или по приложению 5. Характеристики зданий предприятия по степени огнестойкости и
категории производства по пожарной опасности приведены в задании. Количество
одновременных пожаров на промпредприятии определяется в зависимости от занимаемой им
площади, определяемой по генплану, согласно [1, п.2.22]: при площади промпредприятия до
150 г – 1 пожар; более 150 га – 2 пожара.
Количество одновременных пожаров и расходы на наружное пожаротушение для
объединенного хозяйственно-питьевого противопожарного водопровода населенного
пункта и промышленного предприятия, находящегося вне его, следует назначать исходя из
указания [1,п.2.23].
Расходы на внутреннее пожаротушение в зданиях, оборудованных внутренними
пожарными кранами, следует определять по [2, табл.1 и 2] или по приложению 6 в
зависимости от степени огнестойкости, категории зданий по пожарной опасности и объема
зданий:
Продолжительность тушения пожара должна приниматься по [1, п. 2.24]. Запас воды на
пожаротушение хранится в резервуарах чистой воды.
Qпож.  Qпож.гор.  Qпож.пр.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
(12)
КП
270112.175.09
Лис
т
8
где Qпож.гор. – расход воды на внешнее пожаротушение в городе, определяется по
формуле:
Qпож.гор.  qпож.  nпож.
(13)
здесь qпож. – расход воды на один пожар, л/с, принимают по [1, табл.5] или по приложению 4.
nпож. – расчетное количество одновременных пожаров, принимают по [1, табл.5] или по
приложению 4.
Qпож.пр. - расход воды на пожаротушение на предприятии, оп ределяет с я п о ф орм ул е:
Qпож.пр.  qпр.в неш.  qпр.в нутр.
(14)
здесь qпр.внешн. – расход воды на внешнее пожаротушение на предприятии, принимается по [1,
табл. 7 или 8] или по прил. 5;
qпр.внутр. – расход воды на внутреннее пожаротушение на предприятии, принимается по [2,
табл.1 и 2] или по приложению 6.В данном примере принимаем две струи по 2,5 л/с.
Для города с количеством жителей 71280 человек принимается 2 пожара с расходом на
каждый по 20 л/с.
Qпож.гор.  35  2  70 л
с
Для промпредприятия (мебельная фабрика) принимаем один пожар с расходом 15 л/с.
Qпож.пр.  25  1  25 л
с
Qпож.  70  25  95 л
с
1.4.
Определение расхода воды на поливку улиц и зеленых насаждений в
городе и на промышленном предприятии.
При отсутствии данных по поливаемым площадям расход воды на полив следует определять
согласно [1, табл. 3, прим. 1]. Суточный расход воды на поливку определяем по формуле:
Qпол. 
q пол.  N ж м 3
сут
1000
(15)
где qпол. – расход воды на поливку в пересчёте на одного жителя. Принимается 50 – 90 л/сут
в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения, степени
благоустройства населенного пункта и других местных условий.
Nж – расчетное количество жителей.
Qпол. 
3
50  71280
 3564 м
сут
1000
В расчетный поливочный расход не включается вода, забираемая из естественных водоёмов,
а также из искусственных, если их пополнение происходит за счет атмосферных осадков.
Принимаем, что из 1620 м3/сут 50% берут из водопровода, а остальные прямо из реки.
Следовательно, суточный расчетный расход воды на поливку составит:
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
9
Qпол.  3564 * 0,5  1752 м
3
сут
Часовой расчетный расход на поливку определяется по формуле:
Qчас .пол. 
Qпол.
t
(16)
где Qпол. – приняты расчетный расход воды на поливку;
t – продолжительность поливки.
Поливка производится поливочными машинами и вручную (дворниками) в течении 6 – 8
часов (3 – 4 часа утром и вечером). Расход на механизированный полив, как правило,
составляет 50 – 70 % от общего поливного расхода воды.
Qпол. мех.  1782  0,7  1247 м
3
(17)
сут
Часовой расход на механизированный полив составит:
Qчас .пол. м ех. 
3
1247
 156 м
ч
8
Расход воды на ручную поливку составит:
Qпол. ручн.  1782  1247  535 м
Qчас.пол. ручн . 
3
(18)
сут
3
535
 67 м
ч
8
При распределении поливочных расходов по часам суток следует стремиться к тому, чтобы в
час максимального водопотребления отбор воды на поливку отсутствовал. Интенсивность
отбора воды из водопровода принято считать равномерной.
1.5.
Определение расхода воды на нужды общественных зданий.
Расчет ведем по форме таблицы 2.
Нормы потребления
воды, q
Продолжительность
работы t,ч
Наименование
объектов
водоотведения
Таблица № 2 Расход воды на нужды общественных зданий.
Средние расходы
Максимальный
расходы
Коэффициент
часовой
Суточный,
Часовой Секундный неравномерности,
Qобщ,
qmin, м3/ч
q, л/с
Часовой, Секундный
Кчас
м3/сут
qw, м3/ч qmax, л/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Гостиница
24
250
38
1,6
0,4
1,7
2,7
0,7
Больница
24
115
75
3,1
0,9
2,5
7,8
2,2
Школа
8
14
7
0,9
0,2
2
1,8
0,5
Прачечная
12
75
12
1,0
0,3
1
1,0
0,3
Баня
16
180
34
2,1
0,6
1
2,1
0,6
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
10
В гр.2 внесена нормативная продолжительность работы предприятий в сутки. В гр.3 –
нормы потребления воды на единицу продукции в литрах. В гр.4 определяется суточный расход
по формуле:
Qсут. 
n  q м3
1000 сут
(19)
где q– нормы потребления воды на одного человека или единицу продукции в литрах;
n – производительность.
Средний часовой расход определяется по формуле:
Qср.час. 
Qсут
м3
t
(20)
ч
где t – продолжительность работы общественного здания, час.
Средний секундный расход для каждого общественного здания находят по формуле:
qср.с 
Qср.час. л
3,6 с
(21)
Максимальный часовой расход определяют по формуле:
3
Qmax .час  К час  Qср.час м
где
(22)
ч
Кчас – коэффициент часовой неравномерности, принимается отдельно для каждого
общественного здания
Максимальный секундный расход определяют по формуле
q max .с  К час  qср.с л
(23)
с
Например, для прачечной расчётные расходы составят:
прач.
Qсут
. 
3
160  75
 12 м
сут
1000
.
Qсрпрач
.час . 
.
qсрпрач
.с . 
3
12
 1м
ч
12
1
 0,3 л
с
3,6
прач.
м
Qmax
.час .  1  1  1
3
ч
прач.
л
q max
.с  1  0,3  0,3
с
Для остальных общественных зданий расчётные расходы определяют аналогично.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
11
2. РЕЖИМЫ РАСХОДОВАНИЯ ВОДЫ РАЗЛИЧНЫМИ КАТЕГОРИЯМИ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.
Определив необходимое количество воды на нужды потребителей пользующихся водой из
городской сети, необходимо установить режим их водопотребления по часам суток.
Почти все потребители вод расходуют её неравномерно. Колебания расхода воды в течении
суток характеризуется коэффициентами часовой неравномерности К ч.мах. и Кч.мin. которые
показывают, во сколько раз максимальный (минимальный) часовой расход больше (меньше)
среднего за сутки часового расхода.
Графики отбора воды по часам суток составляются на основе анализа режимов
расходования воды на действующих водопроводах.
Используя рассчитанный коэффициент часовой максимальной неравномерности (форм. 7),
по приложению 7 выбирают график распределения максимально-суточного расхода по часам
суток. Результаты заносят в гр.2 табл.3.
В итог гр.3 табл.3 заносят максимальный суточный расход воды для районов жилой
застройки (форм.3). В гр.3 вносят почасовой расход воды городом в зависимости от значений в
гр.2.
В гр.4, 6, 8, 10 и 12 заносятся нормативные графики распределения максимально-суточных
расходов для общественных зданий. В итоги этой граф заносят данные из табл.2 гр.4. В гр.5, 7, 9,
11 и 13 заносят почасовые расходы общественных зданий (аналогично гр.3).
В гр.14 и 15 вносят почасовые расходы на механическую и ручную поливку улиц и зеленых
насаждений соответственно.
Режим расходования воды на хозяйственно-питьевые нужды рабочих в течении смены
приведены в графах 16 и 19. При заполнении гр.17 и гр.20 учитываются расходы воды на
хозяйственно-питьевые нужды по сменам, принимаемые из табл.1.
Пользование душем предусматривается после окончания каждой смены в течении 45
минут. Принимаются расчетные данные из табл.1 и заносятся в гр.18 и 21.
Режим расходования воды на технологические нужды промышленными предприятиями
принимают по приложению 8 и заносят в гр.22. В итог гр.23 заносят суточный расход воды на
технологические нужды промышленного предприятия (см. задание). В гр.23 вносят почасовой
расход воды на технологические нужды промпредприятия в зависимости от значений в гр.22.
В гр.24 вписывают суммарный расход за час на нужды промышленного предприятия,
включающий в себя расходы на технологические, хозяйственно-бытовые и душевые нужды (гр.17,
18, 20, 21 и 23).
В гр.25 вносят суммарный расход за час от города в целом, т.е. расход на нужды жилых
кварталов, общественных зданий, поливку и суммарный расход от промпредприятия (гр. 3, 5, 7, 9,
11, 13, 14, 15 и 24)
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
12
В гр.26 записывают суммарный расход за час в целом в процентном выражении от
максимального суточного расхода (итог гр.25).
По значениям гр.25 выбираем час максимального водопотребления. 12–13 Qчас.мах = 1148,73
м3/ч.
Расход воды городом в этот час составит:
Qгор. 
Qчас. max л
с
3,6
Qгор. 
951,12
 264,2 л
с
3,6
(24)
Расход воды предприятием в час 12 – 13 составит (форм.24):
Qпр. 
пр.
Qчас
. мах л
с
3,6
пр.
где Qчас
. м ах - принимают значение из гр.24 в час максимального водопотребления.
Qпр. 
118,30
 32,18 л
с
3,6
Расход воды баней в час 12 – 13 составит (форм.24):
Qбаня 
баня
Qчас
. мах л
с
3,6
баня
где Qчас
. м ах - принимают значение из гр.5 в час максимального водопотребления.
Qбаня 
2,13
 0,59 л
с
3,6
Расход воды прачечной в час 12 – 13 (форм.24):
Qпрач. 
прач.
Qчас
. мах л
с
3,6
прач.
где Qчас
. м ах - принимают значение из гр.7 в час максимального водопотребления.
Qпрач. 
1
 0,27 л
с
3,6
Расход воды гостиницей в час 12 – 13 составит (форм.24):
Qгост. 
гост.
Qчас
. мах л
с
3,6
гост.
где Qчас
. м ах - принимают значение из гр.9 в час максимального водопотребления.
Qгост. 
1,14
 0,32 л
с
3,6
Расход воды больницей в час 12 – 13 составит (форм.24):
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
13
Qбол. 
бол.
Qчас
. мах л
с
3,6
бол.
где Qчас
. м ах - принимают значение из гр.11 в час максимального водопотребления.
Qбол. 
6,6
 1,83 л
с
3,6
Расход воды школой в час 12 – 13 составит (форм.24):
Qшкола 
школа.
Qчас
. мах л
с
3,6
школ а
где Qчас
. м ах - принимают значение из гр.13 в час максимального водопотребления.
Qшкола. 
1,58
 0,44 л
с
3,6
Общий расход воды в час максимального водопотребления (8 – 9) составит:
Qобщ.  Qгор.  Qпр.  Qбаня  Qпрач.  Qгост.  Qбол.  Qшкола , л
(26)
с
Qобщ.  264,2  32,82  0,59  0,27  0,32  1,83  0,44  300,47 л
с
Таблица3 (см. приложение)
3. РЕШЕНИЕ СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ТРАССИРОВКА СЕТИ.
Водоснабжение объекта должно проектироваться с учетом охраны и комплексного
использования водных ресурсов, кооперирования потребителей в соответствии с генеральным
планом развития населенного пункта и промышленных предприятий.
В курсовом проекте требуется запроектировать единый хозяйственно-питьевой и
противопожарный водопровод низкого давления. Возможность снабжения водой
промышленных предприятий, не требующих специальной подготовки воды.
Чаще всего централизованное снабжение водой осуществляется по следующей схеме. Вода
из источника водоснабжения, насосами станции первого подъема подаётся на очистные
сооружения, где она подвергается очистке и обеззараживанию до требований ГОСТ 2874 – 82
«Вода питьевая», далее вода направляется в резервуары чистой воды, откуда отбирается
насосами станции второго подъёма и подается водоводами в водопроводную кольцевую сеть
потребителям.
Если суточный расход воды не превышает 25 тыс.м3 и позволяет рельеф местности, то на
сети устанавливают водонапорную башню, которая служит для хранения регулирующего и 10ти минутного противопожарного запасов воды, а также для создания и поддержания в сети
необходимых напоров.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
14
Для повышения надежности системы водоснабжения водопроводная сеть проектируется
кольцевой.
Конфигурация кольцевой сети в плане зависит от многих факторов:
-
планировки населённого пункта;
-
мест размещения крупных потребителей;
-
наличие естественных и искусственных препятствий и др.
При трассировке сети следует стремиться к тому, чтобы сеть имела как можно меньшую
протяженность и в то же время обеспечивала подачу воды самым дальним потребителям. Это
достигается прокладкой сети внутри застроенной территории.
Водопроводная сеть состоит из магистральных и распределительных линий. Магистральные
линии служат для транспортирования основного количества воды к наиболее удаленным её
потребителям, распределительные – для непосредственной подачи воды к домовым
ответвлениям, пожарным гидрантам, водоразборным колонкам. Магистральные линии через
промежутки не более 1000 м соединяются перемычками. Гидравлическому расчету
подвергается только сеть магистральных линий и перемычек; диаметры распределительных
линий назначаются конструктивно, согласно [1, п.8.46].
4. СХЕМА ПИТАНИЯ СЕТИ.
РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ II-го ПОДЪЁМА И
РЕГУЛИРУЮЩИХ ЁМКОСТЕЙ.
Схема питания водопроводной сети определяется количеством, местоположением насосных
станций и напорно-регулирующих сооружений. В курсовом проекте возможна:
-
односторонняя схема питания сети, когда НС – II подъёма подаёт воду в башню, откуда
вода поступает в сеть;
-
односторонняя схема питания сети, когда НС – II подъёма подаёт воду сразу же в сеть
(безбашенная система);
-
двусторонняя система питания, когда в часы максимального водопотребления вода в
сеть поступает в сеть с двух сторон: от НС – II подъёма и от водонапорной башни.
Водонапорная башня располагается на наиболее высокой и удаленной отметке местности, но
в непосредственной близости к водопроводной сети.
Для выбора режима работы НС – II подъёма и определения необходимых регулирующих
ёмкостей водонапорной башни (ВБ) и резервуаров чистой воды (РЧВ) необходимо построить
ступенчатый и интегральный графики водопотребления по результатам расчетов в таб.3 гр.25.
Подбор оптимального режима работы насосов удобно делать путем наложения интегрального
графика подачи насосов на интегральный график водопотребления, задаваясь при этом
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
15
оптимальной величиной ВБ не менее 2% расчетного суточного расход. Подробно вопросы
определения режима работы и производительности НС – II подъёма в системах с ВБ
рассмотрены в пункте
При суточном расходе воды более 25 тыс.м3 нецелесообразно использовать в качестве
регулирующей ёмкости водонапорную башню из-за большой строительной ёмкости, поэтому
следует проектировать безбашенную систему водоснабжения. При этом максимальная часовая
производительность НС должна приниматься равной максимально-часовому потреблению воды
в городе. В течении суток подача рабочей группы насосов в определённых пределах может
регулироваться задвижками.
При назначении режима работы и производительности НС в системах с контррезервуаром
следует, кроме всего прочего, учитывать, что максимальный транзит в ёмкость не должен
составлять более 30% от потребления в этот час, иначе проектируемая сеть получится
неэкономичной.
5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ.
Цель гидравлического расчета водопроводной сети, заключается в нахождении
экономически наивыгоднейших диаметров магистральных трубопроводов, достаточных для
пропуска необходимого количества воды ко всем потребителям с требуемым напором и
необходимой степенью надежности, а также в определении потерь напора на участках сети,
которые нужны для установления высотного положения регулирующей ёмкости и требуемого
напора насосов второго подъёма.
5.1. Определение удельных, путевых и узловых расходов.
После трассировки магистральную водопроводную сеть разбивают на расчетные участки.
Начало и конец участка нумеруют (номер узла), узлы намечают также в точках подключения
водоводов от насосной станции, от водонапорной башни, в местах отбора воды крупными
потребителями и в местах устройства пересечений и ответвлений магистральных линий.
Условно принимается, что отбор воды происходит только из гидравлического узла. Отбор воды
в течении суток изменяется в значительных пределах, фактическую картину которого
установить очень сложно. На практике принимают условную схему водоотбора, которая
предполагает равномерную отдачу воды магистральной водопроводной сетью. Если имеет
место путевой отбор воды вдоль участка, его условно заменяют эквивалентным узловым.
Все расчёты по определению путевых и узловых расходов удобно вести по форме таблицы 4.
На каждый расчётный случай определяется величина удельного расхода отдачи воды
участками сети в данном районе в л/с на 1 м расчётной длины.
Расчётная длина участка принимается:
равной нулю, если он проложен по незастроенной территории;
-
Из Ли
м. ст
фактической длине, если он проложен между кварталами жилой застройки;
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
16
-
половине фактической длины, если он проложен по границе районов с разной степенью
благоустройства или по границе жилой застройки.
Определяем длины расчетных участков сети (по генплану):
Находим общую длину расчетных участков сети:
    12   23   34   45   56   67   78   81   38   47 , м
(26)
  1200  170  430  490  1200  490  430  170  1200  1200  6980 м
Определяем удельный расход на 1 метр длины (с точностью до 4 знака после запятой):
q уд. 
Qгор. л
,
 с
(27)
где Qгор. – расход воды городом, л/с (форм.24).
q уд. 
264,2
 0,0379 л
с
6980
Результат заносим в гр.3 табл.4.
Определяем путевые расходы по каждому участку, а результаты заносим в гр.4 табл.4. При
определении путевого расхода участка, лежащего на границе районов с различной степенью
благоустройства, удельный расход берётся средним между удельными расходами районов (если на
всём протяжении границы имеется жилая застройка с двух сторон), а расчётная длина
принимается равной фактической.
qпут.  q уд.   уч. , л
(28)
с
где qуд. – удельный расход на 1 метр длины, л/с (определяют по форм.28);
ℓуч. – длина участка для которого определяется путевой расход, м.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
17
Определяем узловые расходы как полусумму путевых расходов, примыкающих к узлу
участков. Результат заносим в гр.7 табл.4
q узл. 
 qпут. л
,
с
2
(29)
где Σqпут. – сумма путевых расходов, примыкающих к узлу участков.
Например, для узла 2 узловой расход составит:
2
q узл
. 
2
18
q1пут
.  q пут.
2

45,42  6,43
 25,93 л
с
2
Кроме вычисленного таким образом узлового расхода, полный отбор воды в узле включает
в
себя
и
сосредоточенный
расход
воды
крупными
потребителями:
промышленными
предприятиями и общественными зданиями.
Таблица № 4 – Путевые и узловые расходы.
Длина Удельный Путевой
Узловые
№
№ Примыкающие
участков, расход
расход,
расходы,
участков
узла
участки
ℓ, м
qуд, л/с.
qпут., л/с
qузл., л/с
1
2
3
4
5
6
7
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-1
3-8
4-7
Итого
1200
170
430
490
1200
490
430
170
1200
1200
6980
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
0,0379
45,42
6,43
16,28
18,55
45,42
18,55
16,28
6,43
45,42
45,42
264,20
1
2
3
4
5
6
7
8
1-2,1-8
2-1,2-3
3-2,3-4,3-8
4-3,4-5,4-7
5-6,5-4
6-7,6-5
7-6,7-8,7-4
8-7,8-1,8-3
25,93
25,93
34,07
40,12
31,98
31,98
40,12
34,07
264,20
5.2. Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления.
Для каждого расчётного случая составляется расчётная схема потокораспределения,
состоящая из сети магистральных трубопроводов, в узлах которой проставляют номера узлов и
узловые расходы, а на участках фактические длины. Также указываются водопитатели и
количество воды, поступающее от них. Во время пожара ВБ отключают и всё необходимое
количество воды поступает от НС – II.
На схемах показывают предполагаемое направление потоков (стрелками на участках сети).
Затем намечают расчётные расходы на участках. Расчётные секундные расходы воды по
участкам подсчитывают от концевых участков к начальным.
Основным потребителям воду следует подавать кратчайшим путём.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
18
Расчёт ведётся методом Лобачёва – Кросса.
Определяем критическую точку на сети. Она должна быть наиболее удалённой от точки 1 и
высоко расположенной на рельефе местности. Критической является точка. Привязываем к
узловым точкам сосредоточенные расходы (от общественных зданий и промпредприятия).
Проведем предварительное распределение потоков воды по участкам сети, соблюдая
принцип Кирхгофа (сколько воды подходит к узлу, столько из него и выходит).
Магистральные лини с целью их взаимозаменяемости должны иметь примерно одинаковую
пропускную способность.
Проведем предварительное распределение потоков воды по участкам сети.
В узле 5 расход воды составляет сумму узлового расхода в этой точке q 5узл.  31,98 л
с
(см.
табл. 4) и сосредоточенного расхода на нужды больницы Qбол. = 2,2 л/с (см. табл. 2):
5
5
л
qобщ
. узл.  q узл.  Qболн..  31,98  2,2  34,18 с 5
Этот расход должен был пройти по участкам, примыкающим к узлу 5: 4 – 5 и 5 – 6.
Предположим, что по участку 5 – 6 прошёл расход q5-6 = 20 л/с, тогда по участку 4 – 5 пройдет
расход:
5
л
q45  qобщ
. узл.  q56  34,18  20  14,18
с
К узлу 6 подходит транзитный расход q5-6 = 20 л/с и собственно узловой расход в этой точке
q 6узл.  31,98 л , тогда по участку 6 – 7 пройдёт расход:
с
6
6
л
qобщ
. узл.  q узл.  q56  31,98  20  51,98
с
Следовательно по участку 6 – 7 пройдёт расход q6-7 = 51,98 л/с.
К узлу 4 подходит транзитный расход q4-5 = 14,18 л/с и собственно узловой расход в этой
4
л
точке q узл
.  40,12 с , которые в сумме составляют:
4
4
л
qобщ
. узл.  q узл.  q 4 5  40,12  14,18  54,1
с
Допустим, что по участку 4 – 7 пройдёт расход q4-7 = 30 л/с, тогда по участку 3 – 4 пройдет
расход:
4
л
q34  qобщ
. узл.  q 4 7  54,3  30  24,3
с
Допустим, что по участку 3 – 8 пройдёт расход q4-7 = 40 л/с, тогда по участку 2 – 3 пройдет
расход:
3
л
q 23  qобщ
. узл.  q38  58,37  40  18,37
с
К узлу 7 подходит транзитный расход q6-7 = 51,98 л/с, q4-7 = 30 л/с и собственно узловой
расход в этой точке q 7узл.  40,12 л , которые в сумме составляют:
с
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
19
7
7
л
qобщ
. узл.  q узл.  q 6 7  q 4 7  40,12  51,98  30  122,1
с
К узлу 8 должен подходить расход воды составляющий сумму узлового расхода в этой точке
q 8узл. , транзитный расход q7-8 = 122,1 л/с, q3-8 = 40 л/с и сосредоточенного расхода на нужды
больницы Qбол. = 0,7 л/с
8
8
л
qобщ
. узл.  q узл.  q 7 8  q38  Qгост.  34,07  122,1  40  0,7  196,87
с
Следовательно по участку 1 – 8 пройдёт расход q1-8 = 196,87 л/с.
К узлу 2 должен подходить расход воды составляет сумму узлового расхода в этой точке
2
q узл
. , сосредоточенного расхода на нужды промышленного предприятия Q пр. = 32,82 л/с
(см. пункт 2) и расход на участке 2 – 3:
2
2
л
qобщ
. узл.  q узл.  Qпр.  q 2 3  25,93  32,82  18,37  77,12
с
Следовательно по участку 1 – 2 пройдёт расход q8-1 = 77,12 л/с.
Для проверки правильности распределения расходов воды нужно сложить q узл.1, транзитные
расходы на участках, примыкающих к точке 1 и сосредоточенный расход на нужды баня,
привязанный к этому узлу. Должна получится величина общего расхода, который подходит к
узлу 1, т.е. Qобщ..
q1узл.  Qбаня  q12  q81  25,93  0,6  77,12  196,87  300,47 л  Qобщ
с
Для сети принимаем материал труб согласно [1, п.8.21]. Диаметры труб принимаем,
используя экономические скорости, рекомендованные М.М.Андрияшевым по таблицам
Ф.А.Шевелёва:
При
Ø 200 – 300 мм
v = 0,6 – 1 м/с
Ø 400 – 600 мм
v = 1 – 1,3 м/с
Диаметр выбирается из следующих соображений:
1)
в системах с регулирующей ёмкостью в начале сети (или при безбашенной системе)
решающим для выбора диаметров является расчётный случай работы сети в час максимального
водопотребления;
2)
в системах с контррезервуаром – на участках, прилегающих к нему, решающим для
выбора диаметров является час максимального транзита в башню, на остальных участках
диаметр принимается по расходу в час максимального водопотребления;
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
20
3)
при пропуске пожарного расхода по трубам следует следить, чтобы скорости
движения оды не превышали 2,5 м/с, в противном случае следует принимать следующий по
сортаменту диаметр трубопровода (по отношению к основному расчётному случаю).
При выборе диаметров необходимо соблюдать следующие правила:
1)
диаметры трубопроводов в одном кольце должны отличатся не более, чем на два
сортамента;
2)
диаметры перемычек следует принимать на 1 – 2 сортамента меньше соединяемых ими
магистралей;
3)
диаметры магистральных линий должны уменьшатся плавно по направлению основных
потоков воды;
4)
минимальный диаметр труб водопровода, объединенного с противопожарным,
принимается 100 мм [1, п.8.46].
Расчётные расходы воды на участках заносим в графу 4 табл.5.
Диаметры и скорости воды принимаем по [3] в зависимости от расхода и заносим,
соответственно в графы 5 и 6 табл.5. При назначении диаметров нужно, чтобы начиная от точки
подачи воды диаметры участков постепенно уменьшались по ходу движения воды к конечным
участкам сети.
S0 – удельное сопротивление на 1 м трубы. Определяется по [3, табл.3]. Так как S0
приводится для Q в м3/ч, а расчётный расход в л/с, то S0 × 10-6 и результат заносим в гр.7 табл.5.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
21
Если скорость воды на участке отличается от 1 м/с, то к значению S0 добавляются
поправочные коэффициенты К, которые определяются по [3, табл.4]. Значения К заносим в графу
8 табл.5.
Находим сопротивление по всей длине участка по формуле:
S  S0  K  
(30)
Результат заносим в гр.9 табл.5.
Находим потери напора по участкам сети по формуле:
h  S  q2
(31)
Результат заносим в гр.11 табл.5.
Потери напора по участкам каждого кольца сети принимаются со знаком «+», если поток
направлен по часовой стрелке, и со знаком « - », если против.
Потери напора по кольцу не должны быть более ± 0,5 м, а по наружному контуру не более
± 1,5 м.
Если потери по кольцу больше допустимых, определяем поправку к расходам по формуле:
q 
h
2  S  q
(32)
Знак поправки определяется по приложению 9.
В гр.13 табл.5 к расходу в гр.4 прибавляется поправочный расход со знаком «+», и
вычитается, если Δq со знаком « - ».
Так как конечные расходы отличаются от первоначальных, производим поправку на
скорость. Для этого, по [3], по новым расходам определяем новые скорости vк, а к новым
скоростям поправочные коэффициенты К1 [3, табл.4]. Значения заносим соответственно в гр.20 и
21 табл.5.
Фактические потери напора по участкам определяют по формуле:
hф  h 
K1
K
(33)
Значения заносим в гр.22 табл.5 (см. приложение).
5.3. Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления и
пожара.
В данном населённом пункте число пожаров равно 2 с расходом воды на один пожар - 35 л/с
(см. пункт 1.3.).
Точками пожара принимаем узлы сети наиболее удаленные от водопитателя или
расположенные на высоких отметках поверхности. Согласно генплана пожары принимаются в
точках 6 и 5 . Расход воды на пожаротушение на предприятии составляет 25 л/с.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
22
При пожаре в час максимального водопотребления расход воды на полив улиц и зелёных
насаждений, на приём душа из расчетного расхода вычитаются.
5.4.Гидравлический расчёт водоводов.
От НС и ВБ до сети прокладываются напорные водоводы в 2 нитки [1, п.8.1]. Гидравлический
расчёт водоводов состоит в определении их диаметров и потерь напора при пропуске различных
расчетных расходов воды.
Диаметр водоводов от НС до регулирующей ёмкости (в случае с проходной башней) или до
сети определяется с помощью [4] по максимальной производительности НС. Потери напора
находятся для случаев:
1)
подачи НС – II в час максимального водопотребления;
2)
подачи НС – II при пожаре в час максимального водопотребления;
3)
подачи НС – II при аварии на одном из водоводов, когда по другому пропускается 70%
максимального часового расхода [1, п.7.7].
Диаметр водоводов, соединяющих сеть с регулирующей ёмкостью (проходная башня),
назначается по максимальному часовому расходу воды. Потери напора определяются также для
трёх выше перечисленных случаев работы сети.
В схеме с контр ёмкостью диаметр водоводов, соединяющей её с сетью, принимается по
величине расхода, подаваемого в сеть от водонапорной башни.
При конструировании водоводов необходимо руководствоваться [1, разд.8].
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
23
Расчёт водоводов от ВБ до точки 1:
Длина водоводов ℓ = 150 м (см. схему генплана).
По водоводам пройдёт расход Qобщ. = 269,25 л/с (см. пункт 2, форм.26).
По каждому из них пройдёт расход:
q ВБ 1 
Qобщ.
2

300,47
 150,24 л
с
2
(34)
По [3] находим d – диаметр водовода, используя экономические скорости (см. пункт 5.2.), v –
скорость воды, потери напора на 1000 м длины водовода.
d = 400 мм
v = 1,11 м/с
1000i = 4,23 м
Определяем потери напора по длине водовода
h ВБ 1 
i   4,23  150

 0,63 м
1000
1000
(35)
Проверяем работу водовода на пропуск аварийного расхода.
При аварии на одной нитке водовода по другой должно пройти 70% расхода воды:
ав.
л
QВБ
1  Qобщ.  0,7  300,47  0,7  210,33
(36)
с
Для полученного расхода по [3] определяем новые значения скорости и потерь напора. Диаметр
водовода не меняется.
d = 400 мм
v = 1,56 м/с
1000i = 8,19 м
При аварийной работе водовода потери напора составят (форм.35):
ав.
hВБ
1 
8,19  150
 1,23 м
1000
Проверяем работу водовода на пропуск пожарного расхода. При пожаре по водоводам пройдёт
расход:
пож.
л
QВБ
1  Qобщ.  Qпож.общ.  300,47  95  395,47
с
(37)
по каждому водоводу пройдёт расход:
пож.
q ВБ
1 
395,47
 194,74 л
с
2
Для полученного расхода по [3] определяем новые значения скорости и потерь напора. Диаметр
водовода не меняется.
d = 400 мм
v = 1,47 м/с
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
24
1000i = 7,26 м
При припуске пожарного расхода потери напора на водоводе составят (форм.35):
пож..
hВБ
1 
7,26  150
 1,09 м
1000
Расчёт водоводов от НС – II до ВБ:
Длина водоводов ℓ = 1120 м (см. схему генплана).
Количество воды, которое идёт по этим водоводам составляет 4,7%(см. табл.7 гр.3) от Qсут л/с
(итог гр.25 табл.3):
QÍ Ñ  II  ÂÁ 
4, 7  Qñóò .
100

4, 7  20128, 45
 946, 04 ë
ñ
100
(38)
По каждому водоводу пройдёт расход:
qÍ Ñ  II  ÂÁ 
946, 04
 473, 02 ë
c
2
По [3] находим d – диаметр водовода, используя экономические скорости (см. пункт 5.2.), v –
скорость воды, потери напора на 1000 м длины водовода.
d = 700 мм
v = 1,21 м/с
1000i = 2,48 м
Определяем потери напора по длине водовода (форм.35):
h
Í Ñ  II  ÂÁ

i
2, 48 1120

 2, 7 ì
1000
1000
Проверяем работу водовода на пропуск аварийного расхода. Аварийный расход для водовода
НС-II – ВБ определяем по форм.36:
QÍàâÑ.  II  ÂÁ  QÍ Ñ  II  ÂÁ  0, 7  946, 04  0, 7  662, 23 ë
ñ
Для полученного расхода по [3] определяем новые значения скорости и потерь напора. Диаметр
водовода не меняется.
d = 800 мм
v = 1,3 м/с
1000i = 2,4 м
При аварийной работе водовода потери напора составят (форм.35):
hÍàâÑ.  II  ÂÁ 
Из Ли
м. ст
2, 4 1120
 2, 69 ì
1000
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
25
Проверяем работу водовода на пропуск пожарного расхода. При пожаре по водоводам пройдёт
расход:
QÍï îÑæ.II  ÂÁ  QÍ Ñ  II  ÂÁ  Qï î æ .î áù .  946, 04  95  1041, 04 ë
ñ
(39)
по каждому водоводу пройдёт расход:
qÍï îÑæ.II  ÂÁ 
1041, 04
 520,52 ë
ñ
2
Для полученного расхода по [3] определяем новые значения скорости и потерь напора. Диаметр
водовода не меняется.
d = 800 мм
v = 1,02 м/с
1000i = 1,53 м
При припуске пожарного расхода потери напора на водоводе составят (форм.35):
hÍï îÑæ .II  ÂÁ 
1,53 1120
 1, 71ì
2
6. РАСЧЁТ ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ.
6.1 Определение полного объёма бака водонапорной башни.
Водонапорные башни служат для хранения регулирующих и противопожарных запасов воды, а
также создания и поддержания в сети необходимых напоров.
Требуемый полный объём бака башни, м3, определяется по формуле:
WВБ  W рег.ВБ  Wпож.ВБ
(40)
где Wрег.ВБ – регулирующий объём воды в баке, м3;
Wпож.ВБ – неприкосновенный пожарный запас, м3, на тушение одного внутреннего и
одного наружного пожаров в течении 10 минут при одновременном удовлетворении
хозяйственно-питьевых нужд [1, п.9.5]:
Регулирующий объём бака можно определить по интегральному графику или табличным
способом по форме таблицы 7.
W рег.ВБ 
 м ах  Qсут.
100
м3
(41)
где αмах – максимальный значение в гр.6 талб.7;
Qсут. – расчётный суточный расход воды населённым пунктом (табл. 3. итог гр.25)
Определяем неприкосновенный 10-ти минутный противопожарный запас воды в баке:

пр.
Wпож. ВБ  0,6  qпож.  qпож
.

(42)
где qпож. – расчётный расход воды на один пожар в городе (см. пункт 1.3.), qпож. = 35 л/с;
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
26
пр.
q пож
. - расчётный расход на внутреннее пожаротушение на предприятии (см. пункт 1.3.),
qïï îðæ. .  25 ë Таблица № 7 – Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни.
ñ
Подача воды
насосами II поступление в бак в %
подъема
Часовые
промежутки
Потребление воды
городом в % от Qсут
Расход их
бака в %
Остаток в баке
%
1
2
3
4
5
6
0 –1
1–2
2–3
3–4
4–5
5–6
6–7
7–8
8–9
9 – 10
10 – 11
11 –12
12 – 13
13 – 14
14 – 15
15 –16
16 – 17
17 – 18
18 – 19
19 - 20
20 - 21
21 - 22
22 - 23
23 - 24
2,86
2,48
0,00
0,38
3,19
2,37
2,48
0,11
0,00
3,30
2,39
2,48
0,09
0,00
3,38
2,38
2,48
0,10
0,00
3,49
2,72
2,48
0,00
0,24
3,24
3,42
4,73
1,31
0,00
4,55
4,23
4,73
0,50
0,00
5,05
4,69
4,73
0,04
0,00
5,10
5,56
4,73
0,00
0,83
4,27
5,49
4,73
0,00
0,76
3,51
5,48
4,73
0,00
0,75
2,76
5,42
4,73
0,00
0,69
2,07
5,71
4,73
0,00
0,98
1,10
4,83
4,73
0,00
0,10
1,00
4,75
4,73
0,00
0,02
0,98
4,99
4,73
0,00
0,26
0,73
5,46
4,73
0,00
0,73
0,00
4,68
4,73
0,05
0,00
0,05
4,63
4,73
0,10
0,00
0,15
4,45
4,73
0,28
0,00
0,43
4,72
4,73
0,01
0,00
0,43
3,81
4,73
0,92
0,00
1,35
2,84
4,73
1,89
0,00
3,24
2,13
2,48
0,35
0,00
3,59
100
100%
Из полученных значений гр.6 выбираем максимальное αмах = 5,10
Определяем регулирующий объём воды в баке:
Wðåã.ÂÁ 
5,10  20128, 45
 1026,55 ì
100
3
Определяем неприкосновенный 10 – минутный противопожарный запас воды в баке:
Wï î æ .ÂÁ  0,6   35  25  36 ì
3
Требуемый полный объём бака составит:
WÂÁ  1026,55  36  1062 ì
3
Полученную ёмкость бака округляют в большую сторону кратно 50 м3, принимаем
WВБ = 1100 м3.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
27
6.2 Определение размеров бака водонапорной башни.
Размеры бака башни (диаметр и высоту) определяют исходя из требуемого объёма. Отношение
высоты бака к его диаметру принимается в пределах 0,5 – 1.
Принимаем
h
 0,7 .
D
Тогда:
h  0,7  D
Wб 
  D2
4
(43)
h 
  D2
4
 0,7  D
Тогда диаметр бака определяем по формуле:
D3
4  Wб
м
0,7  
D
4 1100
4400 3
3
 2002  12, 6 ì
0, 7  3,14
2,198
3
(44)
Высоту бака до уровня воды определяем по форм.43:
h  0, 7 12, 6  8,82 ì
Определяем строительную высоту бака:
hб  0,25  h  0,2 м
(45)
где 0,25 – величина, предусматривающая осадок воды в баке, м;
0,2 – величина возвышения бортов бака над уровнем воды, м.
há  0, 25  8,82  0, 2  9, 27 ì
6.3 Определение высоты водонапорной башни.
Высота башни зависит от свободного напора Нсв, который для многоэтажной застройки
увеличивается для каждого последующего этажа на 4м (для одноэтажной застройки Нсв = 10 м).
Н св.  10  4  nэт  1м
(46)
где nэт. – количество этажей в зданиях жилой застройки.
Для двухэтажной застройки:
Í
ñâ.
 10  4   5 1  26 ì
За критическую принимает точку 5.
Высоту водонапорной башни определяют по формуле:
Н б  Н св   hc  Z б  Z 0 
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
(47)
КП
270112.175.09
Лис
т
28
где Нб – высота водонапорной башни (расстояние от земли до дна бака);
Σhс – сумма потерь напора в сети от диктующей точки до водонапорной башни, м;
Zб – отметка поверхности земли у водонапорной башни (определяют по генплану города);
Z0 – отметка поверхности земли в диктующей точке (определяют по генплану города).
От критической точки до ВБ выбираем путь, который будет критическим (потери напора
наибольшие):
ВБ-1-2-3-4-5:
 hc  0,63  2,56  0,59  1,95  2,86  8,59 ì
ВБ-1-8-3-4-5:
 hc  0,63  0, 48  2,96  1,95  2,86  8,88 ì
В Б-1-8-7-4-5:
 hc  0,63  0, 48  0,89  4,56  2,86  9, 42 ì
ВБ-1-8-7-6-5:
 hc  0,63  0, 48  0,84  2,04  6,05  10,04 ì
Критическим является путь ВБ-1-8-7-6-5.
Находим высоту башни по формуле (47):
Í
á
 26  10,04   328  321,5  29,5 ì
Пьезометрическая отметка низа бака:
Пб  Н б  Z б
Ï
á
(48)
 29,5  328  357,5 ì
Пьезометрическая отметка верха воды в баке:
П бв  П б  hб  0,2
Ï
â
á
(49)
 357,5   9, 27  0, 2  366,57 ì
6.4 Определение напора и производительности насосов НС II.
Один насос подаёт 2,48% от Qсут. (см. табл.7 гр.3).
Определяем производительность насоса:
qí àñ 
qí àñ 
2, 48  Qñóò .
(50)
100
3
2, 48  20128, 45
 438,8 ì
÷
100
Определяем необходимую высоту подъёма насосов в час максимального водопотребления:
Н нас  Н Г  hНС  hв
где
НГ – разность геодезических отметок уровня воды в баке ВБ и наименьшего уровня воды в
резервуаре чистой воды (РЧВ);
. ур .воды
Н Г  Пбв  Z внаим
. РЧВ
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
(51)
КП
270112.175.09
Лис
т
29
hНС – сумма потерь напора во всасывающих и напорных трубопроводах НС (принимается от
3 до 5 м), hНС = 3,5 м;
hв – потери напора в водоводах от НС-II до ВБ (см. пункт 5.4).
Отметка верха воды в РЧВ принимается на 0,5 м больше отметки земли, а отметка наименьшего
уровня воды в РЧВ на 2 м ниже отметки поверхности воды в РЧВ:
. ур .воды
ли
Z вверх
 Z взем
. РЧВ
. РЧВ  0,5 м
(52)
. óð .âî äû
Z ââåðõ
 323  0,5  323,5 ì
. Ð×Â
. ур .воды
. ур .воды
Z внаим
 Z вверх
 2м
. РЧВ
. РЧВ
(53)
. óð .âî äû
Z âí.àèì
 323,5  2  321,5 ì
Ð×Â
 366,57  321,5  45, 07 ì
Í
Ã
Í
í àñ
 45,07  3,5  2,7  51, 27 ì
Определяем необходимую высоту подъёма насосов в час максимального водопотребления и
пожара:
пож.
Н нас
.  Н Г  Н П   hп  hв  hНС
где
(54)
НГ – разность геодезических отметок точки где намечен (в данном примере это точка 5)
пожар и наименьшего уровня воды в РЧВ:
Í
Ã
. óð .âî äû
5
 Z âí.àèì
 Z çåì
Ð×Â
.  321,5  321,5  0 ì
НП – требуемый напор в точке пожара (при системе пожаротушения низкого давления Н П = Нсв. =
10 м);
Σhп – сумма потерь напора в сети при пропуске противопожарного расхода:
 hï  Á  1  8  7  6  5  1,09  0,87  1,92  7, 44  17  28,32 ì
hв – потери напора в водоводах, соединяющих НС – II с ВБ.
Í
ïîæ .
í àñ.
 0  10  28,32  1, 71  3,5  43,53 ì
Подбор насосов производится исходя из максимальной высоты подъёма и производительности.
Определяем марку насосов и их основные характеристики. Принимаем
рабочих насоса и
резервных насоса. Д500-65, q=500 м3/ч, H=65 м.
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ НАПОРОВ.
7.1 Определение пьезометрических напоров в час максимального
водопотребления.
Расчет производим по критическому пути ВБ-1-8-7-6-5 начиная с критической точки 5.
Пьезометрический напор в этой точке составит:
Ï 5Í
Из Ли
м. ст
ñâ.
 Z5
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
30
Где Í
ñâ.
- свободный напор, см. формулу (46);
Z 5 - отметка поверхности земли в точке 5.
Ï 5  26  321,5  347,5 ì
Пьезометрический напор в точке равен сумме пьезометрической отметки в точке 5 и потерям
напора на участке 5-6.
Ï
6
 Ï 5  h56
Ï
6
 347,5  6,05  353,55
(56)
Пьезометрические напоры в остальных точках критического пути определяются по формуле
(56).
Ï
7
 353,55  2,04  355,59
Ï 8  355,59  0,89  356, 48
Ï 1  356, 48  0, 48  356,96
Ï
 356,96  0,63  357,59
ÂÁ
Результаты расчетов заносит в табл. 8.
Пьезометрическая отметка подъема воды насосами II-го подъема определяется суммой высоты
подъема воды насосами в час максимального водопотребления и отметки земли у НС-II.
Таблица № 8 – Пьезометрические и свободные напоры в час максимального водопотребления.
№№
узлов
1
5
№№ участков
Потери по
участкам, м
2
3
5-6
6,05
6-7
2,04
6
7
7-8
0,89
8-1
0,48
8
1
1 -ВБ
отметки
земли в
узлах, м
пьезометрические Свободный
отметки, м
напор, м
4
321,5
5
6
327
353,55
26,55
327,5
355,59
28,09
327,5
356,48
28,98
327,2
356,96
29,76
328
357,59
29,59
347,5
26
0,63
ВБ
Определение пьезометрических напоров в час максимального водопотребления и пожара
выполняется аналогично.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
31
Таблица № 9 – Пьезометрические и свободные напоры в час максимального водопотребления и
пожара.
№№
узлов
№№ участков
Потери по
участкам, м
2
3
5-6
17
1
5
6
6-7
7,44
7-8
1,92
8-1
0,87
7
8
1
1 -ВБ
отметки
земли в
узлах, м
пьезометрические Свободный
отметки, м
напор, м
4
321,5
5
331,5
6
10
327
348,5
21,5
327,5
355,94
28,44
327,5
357,86
30,36
327,2
358,73
31,53
328
359,82
31,82
1,09
ВБ
По полученным значениям пьезометрических и свободных напоров строим пьезометрический
график.
8.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОФ ЕМКОСТИ РЧВ.
Резервуары чистой воды расположены на территории очистной станции и выполняют роль
запасных и регулирующих емкостей. Прошедшая необходимую очистку вода, забирается из них
насосами второго подъема и подается в сеть города.
Объем РЧВ определяется по формуле:
WÐ×  WÐ×Âðåã  WÍ Ï Ç  WÑÍ
где WÐ×Âðåã - регулирующий объем воды, м3;
WÍ Ï Ç - неприкосновенный противопожарный запас , м3;
WÑÍ - объем воды на собственные нужды очистных сооружений, м3.
Регулирующий объем РЧВ можно определить совмещение графика поступления воды в
резервуар от очистных сооружений и графика отбора в воды из резервуара насосами второго
подъема по форме табл. 10.
Таблица 10 – Определение регулирующей емкости РЧВ.
Часовые
промежутки
1
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подача воды
насосами I-го
подъема, в %
2
4,16
4,16
4,16
4,16
4,16
4,16
4,16
4,16
4,17
Подп Да
ись
та
Подача воды Поступление
Остаток воды
Расход воды
насосами II-го воды в РВЧ в
в РВЧ в % от
из РВЧ в %
подъема, в %
%
Qсут
3
2,48
2,48
2,48
2,48
2,48
4,73
4,73
4,73
4,73
4
1,68
1,68
1,68
1,68
1,68
0
0
0
0
5
0
0
0
0
0
0,57
0,57
0,57
0,56
КП
270112.175.09
6
3,39
5,07
6,75
8,43
10,11
9,54
8,97
8,4
7,84
Лис
т
32
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
4,17
100%
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
4,73
2,48
100%
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1,69
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0
7,28
6,72
6,16
5,6
5,04
4,48
3,92
3,36
2,8
2,24
1,68
1,12
0,56
0
1,69
Регулирующий объем РЧВ вычисляем по формуле:
 max  Qñóò .
WÐ×Âðåã 
3
100 ì
где  max - максимальное значение в гр. 6 табл.10.
10,11 20128, 45
 2035 ì
100
WÐ×Âðåã 
3
Неприкосновенный запас воды на тушение расчетного количества пожаров в течении 3-х
часов, согласно [1, п.9.21], равен:
WÍ Ï Ç   Qï î æ .  Qi  3QI
где
Q
ïîæ .
- расход воды на тушение расчетного количества наружных и внутренних
пожаров, л/с;
Qï î æ . 
95  3600
 342 ì
1000
3
 Q - суммарный расход воды за 3 последовательных часа наибольшего водопотребления,
i
м3;
Q  1148,73  971,31  955,69  3075,73ì
3
i
QI - расход воды, подаваемый НС-I в резервуар во врем тушения пожара, м3
QI 
4,17  Qñóò .
100

4,17  20128, 45
 839,36 ì
100
WÍ Ï Ç  342  3075, 73  839,36  2578,37 ì
3
3
Объем воды на собственные нужды очистных сооружений согласно [1 п.6.6] пир повторном
использовании промывной воды принимается в размере 3-4% от максимального сеточного
расхода:
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
33
WÑÍ 
4%  Qñóò .
100

4%  20128, 45
805,14 ì
100
3
WÐ×  2035  2578,37  805,14  5418,51ì 3  WÐ×  5500 ì
Принимаем 2 резервуара чистой воды по 2250ì
3
3
каждый.
9. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ
Для управления движения потоком воды и обеспечения нормального гидравлического режима
работы водопровода сеть оборудуется запорной, водоразборной регулирующей и
предохранительной арматурой. Насыщенность сети той или иной арматурой обуславливается
удобством эксплуатации и требованиями надёжности.
Пожарные гидранты надлежит располагать на линиях водопроводной сети с учёте
рекомендаций [1, п.8.16],
Задвижки устанавливаются в узлах магистральной сети и на присоединений внутриквартальных
распределительных трубопроводов к магистралям. При размещении задвижек следует учитывать,
чтобы при отключении участка сети на ремонт отключалось не более пяти гидрантов и
обеспечивалась подача воды потребителям, не допускающим перерыва в водоснабжении.
В повышенных точках трубопровода и на переломах профиля, где скапливается воздух и могут
образовываться воздушные пробки, следует предусматривать установку вантузов.
Для опорожнения участков магистральной сети при ремонте в пониженных точках участков
устанавливаются выпуски в «мокрые» колодцы; при наличии естественных водостоков (канав,
оврагов и т.п.) следует предусматривать выпуски непосредственно в них.
Вся водопроводная арматура устанавливается в колодцах, размеры которых определяются в
зависимости от вида и количества арматуры, фасонных частей с учетом минимальных расстояний
от последних до стенок колодца [1, п.8.63].
Виды и размеры фасонных деталей приводятся в [5]. Колодцы размерами до двух метров
следует проектировать круглыми из стандартных железобетонных колец, выпускаемых диаметром
1,0; 1,5; 2,0 м. Колодцы большего размера проектируют из кирпича прямоугольными.
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
34
10.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СНиП 2.04.02 - 84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.:
Стройиздат,1996.
2. СНиП 2.04.01 - 85. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стр ойиз д ат
,19 8 6.
3. Шевелёв Ф.А., Шевелёв А.Ф. Табицы для гидравлического расчёта водопроводных
труб. М., Стройиздат, 1984.
4. ГОСТ 5525 - 88. Части соединительные чугунные, изготовленные литьём в песчаные
формы для трубопроводов. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам.
5. Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооружения / Справочник / Б.Н.Репин,
С.С.Запорожец, В.Н. Ереснов и др.; Под ред. Б.Н.Репина. - М.: Высш. Школа, 1995.-431.
11. ПРИЛОЖЕНИЕ…
Из Ли
м. ст
№
докумен
Подп Да
ись
та
КП
270112.175.09
Лис
т
35