Курсовая работа (т): Определение норм расхода воды для пожаротушения

Определение норм расхода воды для пожаротушения

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К.Аммосова»

Горный факультет

Кафедра «Защита в чрезвычайных ситуациях»

Курсовая работа

на тему: «Определение норм расхода воды для пожаротушения»

Выполнил: студент гр. ПБ-12

Винокуров Алексей Васильевич

Руководитель: Кардашевская Елена Георгиевна

Якутск 2015г.

Задание

Тема курсовой работы: «Определение норм расхода воды для пожаротушения»

Актуальность темы: предотвращение гибели людей при пожаре.

Исполнитель: Винокуров Алексей, студент гр. ПБ-12

Руководитель: Кардашевская Елена Георгиевна

Дата защиты курсовой работы:

Оценка:

Подпись членов комиссии:

Оглавление

Введение

. Расчетные расходы воды на пожаротушение

. Гидравлический расчет водопроводной сети

. Расход воды на пожаротушения

. Требования пожарной безопасности к наружному противопожарному водоснабжению

Заключение

Список использованной литературы

.       
Расчетные расходы воды на пожаротушение

Общий расчетный пожарный расход воды , подаваемый объединенной системой водоснабжения, складывается из расхода на наружное пожаротушение  расчетного количества  одновременных пожаров (от гидрантов на водопроводной сети), на внутреннее пожаротушение Qвн (от пожарных кранов), а также из расхода на спринклерные  и дренчерные  установки:

. (4.1)

Должна быть обеспечена подача этого расхода воды одновременно с подачей максимального часового расхода на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.

Расходы воды на наружное пожаротушение (на один пожар) и количество одновременных пожаров в населенном пункте для расчета магистральных линий водопроводной сети принимаются по табл. 5 СНиП 2.04.02-84* (см. прил. 1). Под одновременным количеством пожаров подразумеваются пожары, возникающие в населенном пункте в течение 3 смежных часов (расчетное время тушения пожара). Количество таких пожаров назначается в соответствии с количеством жителей. С увеличением числа жителей количество пожаров увеличивается от 1 (при числе жителей в населенном пункте до 5 тыс. чел.) до 3 (при числе жителей от 100 тыс. до 1 млн. чел.). При назначении расхода воды на один пожар также учитывается количество этажей в застройке. В итоге величина расхода воды может быть от 5 до 100 л/с.

При наличии в населенном пункте крупных жилых и общественных зданий этот расход увеличивается до значений, приведенных в табл. 6 того же СНиП 2.04.02-84* в соответствии с этажностью и объемом зданий.

В расчетное количество одновременных пожаров включены пожары на промышленных предприятиях, расположенных в пределах населенного пункта. Их значения также могут быть увеличены по указаниям табл. 7 и 8 СНиП 2.04.02-84* в соответствии со степенью огнестойкости зданий, категорией помещений по пожарной опасности, объемом и конструктивными особенностями зданий.

При назначении расходов воды на пожаротушение принимается наиболее неблагоприятный вариант (набольший расход воды).

Расход воды на внутреннее пожаротушение зданий, оборудованных пожарными кранами, и расчетное число струй принимаются для здания, требующего наибольшего расхода воды, в соответствии с требованиями табл. 1 для жилых и общественных зданий и табл. 2 для производственных и складских зданий СНиП 2.04.01-85 (прил. 2) - от 1 до 4 струй с расходами от 2,5 до 5 л/с.

Расход воды на тушение пожара для спринклерных и дренчерных установок. Необходимость устройства систем автоматического пожаротушения и расчетные расходы принимаются согласно требованиям соответствующих норм и правил, утвержденных министерствами.

Расчетный расход воды на тушение пожара Qпож должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды (хозяйственно-питьевые и производственные), т. е. система водоснабжения рассчитывается на подачу пожарного расхода в час максимального водопотребления.

Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления (на уровне поверхности земли) при пожаротушении должен быть не менее 10 м. Свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м при полном расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания.

.       
Гидравлический расчет водопроводной сети

Расчетная схема водопроводной сети повторяет конфигурацию сети в плане. На ней показываются расчетные узлы - место подачи воды от НС-2, место присоединения водонапорной башни, места разделения и слияния потоков, точки присоединения крупнейших потребителей.

По методике, принятой для расчета водопроводных сетей, разбор воды из сети осуществляется только в расчетных узлах. Величина этих узловых расходов определяется по графику водопотребления отдельно для каждого потребителя воды.

Гидравлический расчет системы водоснабжения в режиме пожаротушения выполняется на основе расчетной схемы для часа максимального водопотребления и соответствующих диметров трубопроводов. К разбору воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды добавляются расходы на пожаротушение в самых невыгодных (наиболее высоко расположенных и удаленных от точки питания) узлах сети. Задачей расчета является проверка водопроводной сети на пропуск увеличенных расходов воды, определение потерь напора и требуемого напора в начальной точке сети (на НС-2). Если подобранный для нормального режима работы насос не способен обеспечить требуемые при пожаротушении параметры (Q и Н), может предусматриваться дополнительный пожарный насос.

Различают две стадии пожаротушения. На первой стадии (её продолжительность 10 минут) НС-2 работает в обычном режиме, расходуется пожарный запас воды в баке водонапорной башни, т. е. подача воды в сеть от водонапорной башни возрастает на величину расхода воды на пожаротушение.

На второй стадии считается, что запас воды в баке полностью израсходован, и подача осуществляется только от пожарных насосов на НС-2. Обычно рассчитывается только вторая стадия пожаротушения. Подача воды в сеть от НС-2, л/с, определяется по формуле

, (4.2)

где  - суммарное водопотребление в час максимального водопотребления всеми потребителями по ведомости водопотребления, л/с;  - расход воды на пожаротушение для расчетного количества пожаров, л/с, по формуле (4.1).

Гидравлический расчет тупиковых водопроводных сетей и тупиковых участков кольцевых сетей выполняется по тем же формулам, что и расчет насосно-рукавных систем (2.1)-(2.3). Расход воды на участке сети равен сумме узловых расходов всех узлов, получающих воду по этому участку. Данные по гидравлическим сопротивлениям труб водопроводной сети приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Значения расчетных удельных сопротивлений трубопроводов А, с2/м6, (для Q, м3/с) при v ³ 1,2 м/с

В отличие от тупиковой кольцевая сеть представляет собой систему параллельно соединенных магистралей, распределение воды между этими магистралями требует отдельного расчета. При этом используются законы Кирхгофа.

По первому закону алгебраическая сумма расходов в каждом узле равна нулю - расход воды, поступающей в узел, равен расходу воды, выходящей из узла.

По второму закону алгебраическая сумма потерь напора в кольце равна нулю - сумма потерь напора в участках с направлением движения по часовой стрелке равна сумме потерь напора в участках с направлением движения против часовой стрелки.

В инженерной практике при гидравлическом расчете системы водоснабжения в режиме пожаротушения производится предварительное потокораспределение по участкам кольцевой сети. При этом обеспечивается выполнение первого закона Кирхгофа. Далее выполняется гидравлический расчет всех участков кольцевой сети, и проверяется выполнение второго закона. Так как предварительное потокораспределение осуществлялось на основе умозрительных соображений, алгебраическая сумма потерь напора в кольце, называемая невязкой Dh, не только не равна нулю, но может быть весьма значительной. Требуется перераспределение потоков. Для получения равенства Sh = 0 или Dh = 0 по участкам кольца в направлении, обратном знаку невязки, пропускается увязочный расход Dq, который приближенно определяется

. (4.3)

где s = Al - гидравлические характеристики участков кольца; q - предварительные расходы на участках.

Новые уточненные расходы на участках определяются

. (4.4)

В многокольцевых сетях по этой методике определяются поправочные расходы для каждого кольца и уточненные расходы для всех участков, но вследствие приближенности формулы (4.3) и наличия смежных участков, входящих одновременно в два соседних кольца, добиться сразу нулевой невязки Dh = 0 во всех кольцах не удается. Требуется проводить несколько туров увязочных расчетов. При большом количестве колец такие расчеты весьма трудоемки, и для их выполнения используются компьютерные программы. Точность расчетов считается достаточной, если невязка во всех кольцах не превышает 0,5 м.

По результатам расчета сети в режиме пожаротушения определяется требуемый напор пожарного насоса

, (4.5)

где  - отметка земли в диктующей точке - обычно узле, где сходятся потоки в режиме пожаротушения или наиболее высоко расположенной точке, м;  - требуемый свободный напор при тушении пожара, принимается 10 м;  - суммарные потери напора в режиме пожаротушения от НС-2 до диктующей точки;  - отметка минимального уровня воды в РЧВ, м, назначается на 2…4 м ниже поверхности земли в районе НС-2.

Производительность пожарного насоса должна обеспечивать потребности в час максимального водопотребления всех потребителей воды плюс общий расчетный пожарный расход воды , определяется по формуле (4.2).

Пример. Выполнить расчет в режиме пожаротушения магистральной водопроводной сети поселка, определить параметры пожарного насоса.

Исходные данные. Население поселка 20 тыс. чел. Застройка зданиями высотой до двух этажей включительно. Жилые и общественные здания имеют объемы до 1 тыс. м3. Производственные здания без фонарей шириной 50 м имеют объем 10 тыс. м3. Степень огнестойкости зданий - II, категория помещений по пожарной безопасности - Б. Генеральный план поселка, схема водопроводных сетей и диаметры приведены на рис. 4.3, узловые расходы - на рис. 4.4, трубы чугунные. НС-2 находится в 2 км от поселка на отметке земли 40,0 м, водовод выполнен в 2 нитки. Общее водопотребление на хозяйственно-питьевые и производственные нужды в час максимального водопотребления 170,0 л/с.

пожаротушение гидравлический водопроводный сеть

Рис. 4.3. Схема водопроводной сети

Рис. 4.4. Предварительная расчетная схема водопроводной сети при пожаротушении

Решение. В соответствии с количеством жителей по табл. 5 прил. 1 установлено расчетное количество одновременных пожаров - 2. Расход воды на наружное пожаротушение на один пожар 10 л/с. По табл. 6 прил. 1 установлен расход воды на один пожар в жилых и общественных зданиях 10 л/с, что не превышает ранее назначенный расход. В соответствии с заданными параметрами производственных помещений по табл. 7 прил. 1 назначен расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий 15 л/с. Таким образом в поселке рассматриваются два одновременных пожара, один на промышленном предприятии с расходом на пожаротушение 15 л/с, второй - в жилой застройке - 10 л/с. Разбор воды на тушение обоих пожаров назначен в узле IV - наиболее удаленном от точки питания (в узле I) и расположенном на достаточно высокой отметке земли (50,7 м). На расчетной схеме сети (рис. 4.4) к узловому расходу в узле IV добавлен расход на тушение двух пожаров. Общая подача воды в режиме пожаротушения составляет 195,0 л/с.

Гидравлический расчет водовода сводится к определению потерь напора при пропуске расчетного расхода. Обе нитки водовода имеют одинаковые диаметры 300 мм и длину - общий расход распределяется поровну по 97,5 л/с. По табл. 4.1 определено удельное сопротивление трубопровода А = 0,9485 с2/м6. Потери напора в водоводе определяются по формуле (2.2).

На основе анализа конфигурации кольцевой сети и величин узловых расходов выполнено предварительное поток распределение с соблюдением 1-го закона Кирхгофа (см. рис. 4.4). Гидравлический расчет выполнен в табличной форме (табл. 4.2). На участках 4 и 5 расходы направлены против часовой стрелки и учтены со знаком «минус».

Таблица 4.2

Таблица гидравлического расчета