Місто в цілому ( сельбищна та промислова зони )

1. Загальні витрати в місті за добу найбільшого водоспоживання визначаються як сума витрат для перерахованих категорій споживачів:

Q _доб.max= Q _доб.max + Q _доб. + Q _доб. + Q_душ. + Q_техн. =

35500 + 1530 + 30 + 27 + 1440 = 38527 ≈ 38600 м³.

Під час пожежі допускається неекономічна робота системи водопостачання, але повинна бути забезпечена подача необхідної кількості води. Система водопостачання проектується на звичайну роботу на протязі доби з максимальним водоспоживанням та провіряється на пропуск розрахункових витрат на пожежу в години максимального водоспоживання.

2. Загальні розрахункові витрати води на пожежогасіння в місті визначаються у відповідності з вимогами п. 2.12[1].

У зв’язку з тим що промислова зона розташована в межах міста, в розрахункове число одночасних пожеж включаємо і пожежу в промисловій зоні. У сельбищній зоні прийнято три одночасні зовнішні пожежі, одна з них - в промисловій зоні.

З урахуванням того що витрати води на одну пожежу на промисловому підприємстві cкладають 10 л/сек, тобто менше, ніж в сельбищній зоні (40 л/сек), приймаємо розрахункові витрати води на одну пожежу 40 л/сек. Тоді, розрахункові витрати на пожежогасіння в місті (в сельбишній і промисловій зонах)

Q _розр. = 3 · 40 = 120 л/с = 432 м³/год.

Таким чином визначена загальна кількість води, яка необхідна місту на протязі доби найбільшого водоспоживання.

Лабораторна робота № I-2

визначення режиму водопостачання

Для розрахунку водопровідних споруд необхідно знати режим витрат води за годинами протягом доби.

Мета роботи: необхідно визначити режим витрат води в місті протягом доби.

Аналіз. Добові витрати води з кожної категорії водоспоживання вже визначено. Режим витрат води цими категоріями споживачів можна визначити, використовуючи нормативну [1] або спеціальну [3,4] технічну літературу.

Хід роботи. Визначимо режим витрат води за категоріями водоспоживання. Загальний режим водоспоживання визначимо, складуючи витрати води всіма категоріями водоспоживачів у відповідні години доби.

Сельбищна зона

1. Режим господарчо-питного водоспоживання для доби найбільшого водоспоживання характеризується максимальним коефіцієнтом нерівномірності водоспоживання, що визначається за формулою (4) [1]

К_год.max= α_max · β_max,

де: α_max – коефіцієнт, що враховує ступінь благоустрою будівель, режим роботи підприємств та інші місцеві умови. Згідно п. 2.2[1] α_max= 1,2…1,4;

приймаємо _max = 1,3;

β_max – коефіцієнт, що враховує кількість жителів у населеному пункті. Згідно табл. 2[1] β_max =1,1.

Таким чином

К_год.max = 1,3 · 1,1 = 1,43 ≈ 1,45.

Цьому коефіцієнту відповідає розподіл витрат води по годинах доби (див. графу 3 табл. І-2 та додаток 1). Відповідно визначаємо витрати води по годинах доби в сельбищній зоні (див. графу 4 табл. I-2).

2. Режим поливного водопостачання. Приймаємо дві поливки на протязі доби в період малого водоспоживання в сельбищній зоні на господарчо-питні потреби: 3 години зранку – з 4 до 7 год. і 3 години вечором – з 19 до 22 год. Таким чином, витрати води на поливку складуть

Q _год. = = 255 л/год.

Промислова зона

1. Режим водоспоживання на технологічні потреби визначається технологами. Відповідно до завдання він повинен бути рівномірним протягом робочої зміни (див. графу 6 табл. І-2 ).

2. Режим господарчо-питного водоспоживання робітниками на підприємстві. Згідно з даними [5] режим витрат води працюючими на виробництві можливо приймати за табл. I-3.

Таблиця I-3

Режим витрат води на виробництві

Години зміни	Витрати води за годинами зміни*
	%	м^3
		I	II	III
перша друга третя четверта перерва п’ята шоста сьома по закінченні зміни	0 7 15 22 0 7 15 23 11	0 1 3 4 0 1 3 4 1	0 1 2 3 0 1 2 2 2	0 0 1 1 0 0 1 1 1
Всього за зміну	100	17	13	5

*Витрати води необхідно заокруглювати з точністю до 1м³ для того, щоб зменшити час на подальші розрахунки.

Таблиця I-2

розподіл витрат води в місті по годинах доби

Годи-ни доби	Зміна	В о д о с п о ж и в а н н я						Загальні витрати
		в сельбищній зоні			в промисловій зоні			м^3	%
		господарчо- питне, %	населення, м^3	поливне, м^3	Технологіч- не, м^3	господарчо-питне пра- цюючих, м^3	на при- йняття душу, м^3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0…1 1…2 2…3 3…4 4…5 5…6 6…7 7…8	III	2,00 2,10 1,85 1,90 2,85 3,70 4,50 5,30	710 746 657 675 1012 1314 1598 1882	--- --- --- --- 260 260 260 ---	5 5 5 5 5 5 5 5	2 -- 1 1 -- -- 1 1	9 -- -- -- -- -- -- --	726 751 663 681 1272 1579 1864 1888	1,92 1,97 1,74 1,79 3,34 4,15 4,90 4,96
8…9 9…10 10…11	I	5,80 6,05 5,80	2059 2178 2059	--- --- ---	100 100 100	1 1 3	4 -- --	2164 2279 2162	5,69 5,99 5,68
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
11...12 12...13 13...14		5,70 4,80 4,70	2024 1704 1669	--- --- ---	100 100 100	4 -- 1	-- -- --	2128 1804 1770	5,60 4,74 4,65
14…15 15…16	I	5,05 5,30	1793 1882	--- ---	100 100	3 4	-- --	1896 1986	4,98 5,22
16…17 17…18 18…19 19…20 20…21 21…22 22…23 23…24	II	5,45 5,05 4,85 4,50 4,20 3,60 2,85 2,10	1395 1793 1722 1598 1491 1278 1012 746	--- --- --- 260 260 260 --- ---	75 75 75 75 75 75 75 75	1 1 2 3 -- 1 2 2	14 -- -- -- -- -- -- --	1485 1869 1799 1933 1826 1614 1089 823	3,90 4,91 4,73 5,08 4,80 4,24 2,86 2,16
Всього		100,00	35500	1560	1440	30	27	38051	100,00

Примітка. Всі витрати води необхідно заокруглювати: абсолютні значення з точністю до 1 м³, відносні – до 0,05%.

3. Режим витрат води на прийняття душу. Вода витрачається робітниками по закінченні кожної зміни. Будемо рахувати, що I зміна – з 8 до 16 год. Витрати води на прийняття душу I зміною – з 16 до 17 год., II зміною – з 0 до 1 год., III зміною – з 8 до 9 год. (див. графу 8 табл.І-2 )

Для наочного подання режиму водоспоживання будуємо ступінчатий графік водоспоживання (див. рис. I-1).

Лабораторна робота № I-3

встановлення режиму водоподачі

Знаючи режим водоспоживання, можна призначити режим роботи споруд системи водопостачання і, в першу чергу, насосних станцій. Насосна станція першого підйому та очисні споруди працюють у рівномірному режимі за умов технології та економічності. Режим роботи насосної станції другого підйому необхідно призначити за умов економічності.

Мета роботи: призначити економічний режим подачі води насосною станцією другого підйому. Критерієм економічності є об’єм бака водонапірної башти.

Аналіз. Наближаючись режимом водоподачі до режиму водоспоживання, вдається зменшити об’єм бака водонапірної башти. Здійснити роботу насосної станції другого підйому у випадковому режимі водоспоживання, використовуючи для цього найбільшу кількість насосів, практично неможливо. Крім того, часте включення насосів серйозно ускладнить експлуатацію насосної станції. Тому є доцільним вибрати дво- чи триступеневий режим роботи насосної станції другого підйому, який наближається до режиму водоспоживання, достатньо просто реалізується на практиці й дає мінімальний об’єм бака водонапірної башти.

Пошук можливих рішень. Побудуємо графік водоподачі насосної станції другого підйому так, щоб в ті години, коли водоспоживання менше, і подача води

була б меншою, а в ті години, коли водоспоживання більше, і подача води була б більшою. При цьому лінія водоподачі буде якби усереднювати лінію водоспоживання.

Прийняття рішення. Приймаємо двоступеневий режим водоподачі. Приймаємо роботу першого ступеня 2,0% в години 0…5 і 22… 24. Роботу другого ступеня

приймемо в години 5…22 (див. рис. I-1 лінія 3).

Визначаємо акумулюючий об’єм бака водонапірної башти (див. табл. I-4).

Таблиця I-4

Акумулюючий об’єм бака

Години доби	Водоспоживання, %	Подача НС другого підйому, %	Надходження води в бак, %	Витрати води із бака, %	Залишок води в баці, %
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	1,92 1,97 1,74 1,79 3,34 4,15 4,90 4,96 5,69 5,99 5,68 5,60 4,74 4,65 4,98 5,22 3,90 4,91 4,73 5,08 4,80 4,24 2,86 2,16	2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,05 5,05 2,00 2,00	0,08 0,03 0,26 0,21 0,91 0,16 0,10 0,32 0,41 0,08 1,16 0,15 0,33 0,25 0,81	1,34 0,63 0,93 0,62 0,54 0,16 0,02 0,86 0,16	2,39 2,42 2,68 2,89 1,55 2,46 2,62 2,72 2,09 1,16 0,54 0,00 0,32 0,73 0,81 0,65 1,81 1,96 2,29 2,27 2,52 3,33 2,47 2,31
Всього	100,00	100,00	5,26	5,26

Нульовий залишок води в баці визначається на кінець періоду найбільш тривалих і значних витрат води із бака (кінець години 11-12). Акумулюючий об’єм бака башти визначаємо максимальним залишком води в баці – 2…4%.

Лабораторна робота № I-4

визначення необхідних об’ємів води

в системі водопостачання

Мета роботи: визначити повний об’єм бака водонапірної башти та резервуарів чистої води.

Аналіз. Акумулюючий об’єм бака водонапірної башти визначився в результаті призначення режиму роботи насосної станції 2-го підйому. Відповідно до вимог п. 9.5 [1], крім акумулюючого об’єму, бак водонапірної башти повинен вміщувати пожежний запас води на 10-хвилинну тривалість тушіння однієї внутрішньої і однієї зовнішньої пожежі.

Акумулюючий об’єм резервуарів чистої води визначається в результаті суміщення прийнятого режиму роботи насосної станції 2-го підйому і рівномірного режиму роботи станції 1-го підйому (див. рис. I-1, лінія 2). Крім акумулюючого об’єму, резервуари чистої води повинні вміщувати протипожежний запас і запас води на власні потреби очисних споруд (п. 9. 4[3] ).

Рішення. Виконуємо обчислення та визначаємо об’єми води в системі.

Повний об’єм бака водонапірної башти

W^в.б.= W _ак.+W _пож. ( І.3 )

Акумулюючий об’єм

W _ак.= 3,33% · Q_доб.max, ( І.4 )

або W _ак.= · 38600 = 1286 м³,

10-хвилинний пожежний запас у баці башти:

W _пож= · q_max = · 40 = 24 м³,

де q_max= 40 л/с – посекундні витрати води на одну пожежу.

Повний об’єм бака водонапірної башти

W^в.б.= 1286 + 24 = 1310 м³.

Приймаємо бак круглої в плані форми. При висоті 8,0 м його діаметр 14,5м.

Повний об’єм резервуарів чистої води

W^рчв = W^рчв_ак.+W^рчв_пож.+W^рчв _о.с. ( І.5 )

Визначаємо окремі складові об’єму резервуарів чистої води.

Акумулюючий його об’єм визначаємо за табл. I-5.

Таблиця I-5.

Акумулюючий об’єм резервуара

Години доби	Подача НС 2-го підйому, %	Подача НС 1-го підйому, %	Надходження води в РЧВ, %	Витрати води із РЧВ, %	Залишок води в РЧВ, %
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	2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,06 5,05	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 4,17 4,17 4,16 4,16 4,16 4,16	2,17 2,17 2,17 2,17 2,17	0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89 0,90 0,90 0,90 0,90	6,49 8,66 10,83 13,00 15,17 14,28 13,39 12,50 11,61 10,72 9,83 8,94 8,05 7,16 6,27 5,38 4,49 3,59 2,69 1,79 0,89

1	2	3	4	5	6
21...22 22...23 23...24	5,05 2,00 2,00	4,16 4,16 4,16	2,16 2,16	0,90	0,00 2,16 4,32
Всього	100,00	100,00	15,17	15,17

Акумулюючий об’єм:

W^РЧВ_ак.= 15,17% · Q_доб.max= · 38600= 5855 м³.

Запас води на гасіння пожежі протягом 3 год., м³:

W^РЧВ_пож.=3(Q^г.п._год.max + Q^пож._розр. – Q_НС-1), ( І.6 )

де: Q^г.п._год.max – середньогодинні витрати води за 3 суміжні години максимального водоспоживання; за табл. I-2 в години з 8 до 11

Q^Г._год.max= 2099 м³;

Q^пож._розр. – розрахункові витрати води на пожежу,

Q^пож._розр.= 432 м³/год.;

Q_НС-1 – подача насосної станції першого підйому, рівна 4,17% або 1610 м³/год.

Таким чином

W^РЧВ_пож.= 3(2099 + 432 – 1610) = 2763 м³.

Запас води на власні потреби очисних споруд приймаємо, згідно із

рекомендаціями п. 6.6 [1], рівним 4% від Q_доб.max, тобто

W^РЧВ_в.п.= 0,04 · 38600 = 1544 м³.

Повний об’єм резервуарів чистої води

W^РЧВ = 5855 + 2763 + 1544 = 10162 м³.

Приймаємо два резервуари об’ємом по 5100 м³, кожний висотою 4,7 м при розмірах в плані 30×36 м.

ІІ. Каналізація

За розділом “Каналізація” передбачається виконання з лабораторних робіт з лімітом часу 8 годин:

• лабораторна робота № ІІ-1 “Визначення витрат дощових вод” – 2 години;

• лабораторна робота № ІІ-2 “Визначення розрахункових витрат стічних вод від постійно проживаючого населення” – 3 години;

• лабораторна робота № ІІ-3 “Визначення витрат від промислових підприємств” – 3 години.