Водопроводные сети и сооружения на сети

Для создания более жестких условий в отношении нагрузок на систему водоснабжения нормами проектирования предусматривается возможность возникновения пожара в часы максимального водопотребления. В результате такого предположения отбираемые расходы воды из сети возрастают, так как существующие нормы обеспечения наружного пожаротушения, например, в Москве составляют не менее 110 л/с.

Кроме того, на внутреннее пожаротушение также должны поступать значительные объемы воды, которые в зависимости от этажности застройки, назначения объекта и его уникальности (отдельно стоящие многоэтажные здания на высоких геодезических отметках, в том числе здания точечной застройки) могут составлять от 40 до 300 и даже 500 л/с. При обеспечении нормы пожаротушения в подобных трубопроводных системах наблюдается существенный рост потерь напора в линиях сети и расходов, подаваемых насосной станцией II подъема.

При расчете водопроводной сети в качестве мест возникновения пожара выбираются узлы сети, наиболее удаленные от источника питания системы с максимальными геодезическими отметками. Если однозначно выбрать эти узлы нельзя, то проводят гидравлические расчеты с альтернативными вариантами. Анализ их результатов позволяет выбрать вариант, который является диктующим.

По способу тушения пожара системы разделяют на системы пожаротушения высокого и низкого давления. В системах первого вида водопровод в момент пожара должен обеспечивать подачу воды при давлениях, достаточных для создания струй непосредственно от гидрантов. Такие системы используются на промышленных предприятиях с высокой пожарной опасностью. В системах водоснабжения городов и населенных пунктов, как правило, применяются системы пожаротушения низкого давления. При их устройстве требуется, чтобы в момент пожара свободные напоры во всех узлах сети были не ниже 10 м.

Известны различные схемы хранения противопожарного запаса воды. При хранении воды в резервуарах чистой воды насосная станция II подъема должна обеспечивать подачу, равную сумме хозяйственно-питьевой и противопожарной потребности. Если схемой водоснабжения предусмотрено устройство напорных регулирующих резервуаров, противопожарный запас может храниться в них. Тогда противопожарный расход подается из напорных резервуаров, а на хозяйственно-питьевые нужды вода поступает от насосов станции II подъема. Возможна схема, при которой часть противопожарного запаса хранится в резервуарах чистой воды вблизи насосной станции II подъема, а часть — в напорно-регулирующих емкостях.

Рассмотрим режимы пожарной работы водопровода в системах высокого и низкого давлений.

Предположим, что сеть должна быть рассчитана на пожар при наличии системы высокого давления. Пожар происходит в наиболее возвышенной из удаленных точек сети N в момент максимального хозяйственно-питьевого водозабора. При этом в узле N должен быть обеспечен свободный напор Н_св^п.н, который превышает свободный напор при режиме хозяйственно-питьевого водоснабжения Н_св^х-п.

Потери напора в сети h_c^п.в и в водоводах h_в^п.в в момент пожара при тех же диаметрах труб будут больше потерь напора h_с^х-п и h_в^х-п при хозяйственно-питьевом режиме работы. Следовательно, пьезометрическая линия 1, соответствующая моменту пожара, будет проходить выше линии 2 момента хозяйственно-питьевого водопотребления. Поэтому требуемый напор на насосной станции при пожаре Н_п^п.в больше напора Н_н^х-п

Обычно при системе высокого давления напор, получающийся в этом случае у башни, превосходит ее высоту, и башня на время пожара должна быть выключена. Иначе невозможно будет поднять давление в сети за башней до необходимой при пожаре величины. В самой башне, если она не выключена при увеличении напора у насосов, будет наблюдаться усиленное поступление воды в бак, которое может повлечь его переполнение.

Схема взаимосвязи между напорами при пожаре в системе водоснабжения высокого и низкого давления

В системе низкого давления при пожаре в узле N устанавливается свободный напор Н_св^п.н= 10 м, который ниже Н_св^х-п или равен ему. В результате возросших расходов воды при пожаре по сравнению с режимом нормального хозяйственно-питьевого водопотребления потери напора в водоводах h_в^п.н > h _в^х-п и h_c^п.п > h _с^х-п и, следовательно, уклон пьезометрической линии (3 и 3') при пожаре больше уклона пьезометрической линии 2.

Соотношение между указанными потерями напора» а также между Н_св^х-п и Н_св^п.н влияет на положение пьезометрической линии (3 и 3') относительно бака башни. Если она пройдет выше башни, то требуемый свободный напор (Н_св^п.н = 10 м) в узле будет обеспечен, когда башня отключена от водоводов, В противном случае, как и при системе высокого давления, в узле N невозможно обеспечить требуемый свободный напор. Если пьезометрическая линия пройдет ниже бака башни, то последняя может продолжать работать.

Отличие расчета пожара при схеме с контррезервуаром от рассматриваемой выше будет заключаться в том, что отметка контррезервуара, определенная в результате хозяйственно-питьевого расчета сети, обычно будет превышать напор около башни, полученный при пожарной работе. В силу этого в указанных схемах башня большей частью может во время пожара не выключаться.

Однако, поскольку в городских водопроводах запас воды на тушение пожара обычно хранят не в башне, а в резервуарах чистой воды у насосной станции И подъема, в этом случае работа сети при пожаре не отражается на высоте башни. Требуемый напор противопожарных насосов определяется по ранее приведенным формулам.

В системах хозяйственно-противопожарного водоснабжения запас воды на пожаротушение хранится в резервуаре чистой воды. Израсходованный за время пожара пожарный запас воды необходимо восстановить. Восполнение пожарного запаса воды производится при интенсификации работы водоприемника, насосной станции I подъема и очистных сооружений станции.