Виды потребителей воды
Виды потребителей воды
На территории города, поселка, промышленного предприятия расположены водопотребители различных категорий, предъявляющие неодинаковые требования к качеству и количеству потребляемой воды.
Водопотребители делятся на три основные категории:
- хозяйствеино-питьевые;
- производственные (для удовлетворения технических целей на предприятиях промышленности, транспорта, энергетики);
- пожарные для создания пожаро-взрывобезопасных условий жилого и производственного сектора города.
Для тушения пожаров водой используют:
- передвижные средства тушения пожаров [воду в очаг пожара подают операторы (ствольщики) по временно проложенным насосно-рукавным системам];
- стационарные установки тушения пожаров в зданиях (с автоматическим, полуавтоматическим и ручным включением подачи воды);
Рекомендуемые материалы
- установки водопенного тушения пожаров;
- установки для тушения пожаров водно-химическими растворами;
- оборудование для создания водяных завес, предотвращающих опасность теплового излучения пламени или снижающих температуру нагретых газов;
- оборудование водоорошения для повышения огнестойкости строительных конструкций и технологических установок во время пожара;
- оборудование водонаполнения стальных конструкций замкнутого профиля.
Процесс подачи воды для тушения пожаров и создания условий пожарной безопасности зависит от следующих факторов:
- пожарной опасности сгораемых веществ и материалов;
- площади пожара;
- характера объемно-планировочных и строительных решений;
- квалификации операторов и опыта организации тактических решений при подаче воды передвижными средствами;
- уровня оснащения техническими средствами для отбора, подачи и распределения воды на пожаре и других факторов.
При определении требуемого количества воды выбирают наиболее весомые факторы, достаточно объективно отражающие процессы горения и тушения пожаров и вероятностный характер процесса потребления воды на пожарные нужды.
При решении задачи использования воды на пожарные нужды ее подразделяют на частные подзадачи.
Для математического описания используют два метода.
Первый основан на использовании физико-химических закономерностей, второй – на описании процесса с помощью математических выражений, учитывающих случайные факторы.
Первый метод основан на изучении процессов тепло- и массопереноса при возникновении пожара. Математическое описание в этом случае состоит из уравнений материального и теплового балансов. Например, в основу описания процесса тушения пожара положено уравнение теплового баланса, а процесса повышения огнестойкости конструкций водонаполнением — уравнение теплопередачи от среды пожара к наружной поверхности водонаполненной конструкции.
1.2 Расход воды для тушения пожаров передвижными средствами
Для обеспечения гарантированной и бесперебойной работы водопровода во время пожара его водопроводные сооружения и оборудование рассчитывают на пропуск требуемого количества воды. Причем сооружения должны подавать воду под соответствующим напором в течение времени, достаточного для тушения пожара.
Параметры водопроводных сооружений противопожарного водопровода определяют на пропуск расхода воды, необходимой для внутреннего, наружного и автоматического тушения пожаров:
Qп= Qв+Qн+Qа,
Qв - расход воды для тушения пожаров внутри зданий (от внутренних пожарных кранов);
Qн — расход воды для тушения наружных пожаров (от пожарных гидрантов);
Qа — расход воды для тушения пожаров автоматическими или стационарными установками.
Расход воды для тушения пожара зависит от характера развития пожара и условий подачи поды в очаг горения. Чем выше пожарная опасность объекта, тем больше требуется воды для тушения пожара.
Подавая в очаг пожара значительное количество воды, можно ликвидировать его в течение сравнительно короткого промежутка времени. Однако для строительства водопроводов, рассчитанных на пропуск большого количества воды, необходимы значительные материальные затраты.
Если предусмотреть незначительные расходы воды для тушения пожаров, можно сократить капитальные затраты на строительство водопровода, но при этом трудно создать нормальные условия для борьбы с пожарами. Пожары в этих случаях носят затяжной характер и сопровождаются большими ущербами от уничтожения огнем материальных ценностей, нарушения нормального технологического цикла при аварии, вызванной пожаром.
Поэтому расход воды для тушения пожаров назначают в зависимости от пожарной опасности объекта и его значимости, а также исходя из условия обеспечения требуемой пожарной безопасности при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию противопожарных водопроводов.
Расход воды для тушения пожара приведен в нормативных документах, которые составлены на основании обработки статистических данных о фактических расходах воды с учетом создания требуемых условий тушения пожаров на различных объектах.
Ниже приведены данные о фактическом расходе воды для тушения пожаров на открытых технологических установках.
Число пожаров, % ……. 70 85 90 94 95 97
Расход воды, л/с ……… 44 60 81 98 116 128
Расход воды для тушения пожаров в населенных местах зависит от численности населения и характера застройки (табл. 1.1).
Расход воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях с фонарями и в зданиях шириной до 60 м без фонарей зависит от объема здания, степени огнестойкости его строительных конструкций, а также категории пожарной опасности производства, размещенного в здании (табл. 1.2).
Параметры водопроводных сооружений рассчитывают исходя из условия одновременности возникновения пожаров на промышленном предприятии, которую принимают при площади территории предприятия менее 150 га — одни пожар, более 150 га — два пожара. Расход воды для наружного пожаротушения в производственных зданиях шириной 60 м без фонарей и более принимают в соответствии с данными табл. 1.3.
Для крупных промышленных предприятий (например, нефтеперерабатывающих заводов, химических комбинатов) создают самостоятельные системы водоснабжения, которые не связаны с городским водопроводом.
Расход воды на наружное тушение пожаров в таких случаях определяют в соответствии с Противопожарными техническими условиями строительного проектирования (ПТУСП). Противопожарные водопроводы таких предприятий обычно рассчитывают исходя из условия подачи воды в пожарные автомобили (при системе низкого давления), для подачи воды пожарными гидрантами (при системе высокого давления), для работы лафетных стволов, а также для тушения пожаров внутри зданий с помощью внутренних пожарных кранов и стационарных систем водяного или пенного тушения пожаров.
Таблица 1.1 - Расход воды для тушения наружных пожаров в населенных пунктах городского типа
| Число жителей в населенном пункте, тыс. чел. | Расчетное количество одновременных пожаров | Расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар, л/с | |
| застройка зданиями высотой до двух этажей включительно независимо от степени их огнестойкости | застройка зданиями высотой три этажа и выше независимо от степени их огнестойкости | ||
| До 1 | 1 | 5 | 10 |
| Св. 1 " 5 | 1 | 10 | 10 |
| " 5 " 10 | 1 | 10 | 15 |
| " 10 " 25 | 2 | 10 | 15 |
| " 25 " 50 | 2 | 20 | 25 |
| " 50 " 100 | 2 | 25 | 35 |
| " 100 " 200 | 3 | - | 40 |
| " 200 " 300 | 3 | - | 55 |
| " 300 " 400 | 3 | - | 70 |
| " 400 " 500 | 3 | - | 80 |
| " 500 " 600 | 3 | - | 85 |
| " 600 " 700 | 3 | - | 90 |
| " 700 " 800 | 3 | - | 95 |
| " 800 " 1000 | 3 | - | 100 |
Примечания: 1. Расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте должен быть не менее расхода воды на пожаротушение жилых и общественных зданий, указанных в табл. 1.
2. При зонном водоснабжении расход воды на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров в каждой зоне следует принимать в зависимости от числа жителей, проживающих в зоне.
3. Количество одновременных пожаров и расход воды на один пожар в населенных пунктах с числом жителей более 1 млн. чел. надлежит принимать согласно требованиям органов Государственного пожарного надзора.
4. Для группового водопровода количество одновременных пожаров надлежит принимать в зависимости от общей численности жителей в населенных пунктах, подключенных к водопроводу.
Расход воды на восстановление пожарного объема по групповому водопроводу следует определять как сумму расходов воды для населенных пунктов (соответственно количеству одновременных пожаров), требующих наибольших расходов на пожаротушение согласно.
5. В расчетное количество одновременных пожаров в населенном пункте включены пожары на промышленных предприятиях, расположенных в пределах населенного пункта. При этом в расчетный расход воды следует включать соответствующие расходы воды на пожаротушение на этих предприятиях.
Таблица 1.2 – Расход воды для тушения пожаров в производственных зданиях
| Степень огнстойкости зданий | Категория помещений по пожарной опасности | Расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий с фонарями, а также без фонарей шириной до 60 м на один пожар, л/с, при объемах зданий, тыс. куб.м | ||||||
| до 3 | св. 3 до 5 | св. 5 до 20 | св. 20 до 50 | св. 50 до 200 | св. 200 до 400 | св. 400 до 600 | ||
| I и II | Г, Д, | 10 | 10 | 10 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| I и II | А, Б, В | 10 | 10 | 15 | 20 | 30 | 35 | 40 |
| III | Г, Д | 10 | 10 | 15 | 25 | 35 | - | - |
| III | В | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | - | - |
| IV и V | Г, Д | 10 | 15 | 20 | 30 | - | - | - |
| IV и V | В | 15 | 20 | 25 | 40 | - | - | - |
Таблица 1.3 – Расход воды для тушения пожаров в зданиях без фонарей
| Степень огне-стой-кости зданий | Категория помеще-ний по пожарной опасности | Расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий без фонарей шириной 60 м и более на один пожар, л/с, при объемах зданий, тыс. куб.м | ||||||||
| до 50 | св. 50 до 100 | св. 100 до 200 | св. 200 до 300 | св. 300 до 400 | св. 400 до 500 | св. 500 до 600 | св. 600 до 700 | св. 700 до 800 | ||
| I и II | А, Б, В | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| I и II | Г, Д, Е | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
Примечания к табл. 2 и 3: При двух расчетных пожарах на предприятии расчетный расход воды на пожаротушение следует принимать по двум зданиям, требующим наибольшего расхода воды.
Таблица 1.4 – Суммарный расход воды для тушения пожаров в производственных зданиях
| Назначение расхода воды | Расход воды, л/с, для тушения пожара в здании объемом, тыс.м3, до | |||||||
| 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | |
| Наружное пожаротушение | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
1.3 Расход воды для тушения пожаров внутри зданий
Расход воды на тушение пожаров внутри жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданий принимают в зависимости от производительности (расхода) струи и числа одновременно действующих струй.
Расход воды для внутреннего пожаротушения (л/с на одну струю) в зависимости от вида здания и числа подаваемых струй приведен ниже:
Число Расход
струй воды
Жилые здания высотой 17—25 этажей …………………... 3 5
» » » более 25 »….…………………………………………... 6 5
Административные здания высотой более 50 м
и объемом до 50 тыс. м3 …………………………………… 4 5
Административные здания высотой более 50 м
и объемом более 50 тыс. м3 …………………………………8 5
Гостиницы, пансионаты, санатории, комплексы
отдыха высотой более 50 м …………………………………3 5
Производственные здания и гаражи высотой
до 50 м ………………………………………………………. 2 2,5
Производственные и вспомогательные здания
промышленных предприятий высотой более
50 м ……………………………………………………………8 5
Для тушения пожаров внутри зданий предусматривают внутреннее пожаротушение в общежитиях, гостиницах, пансионатах, административных зданиях, школах-интернатах, санаториях, домах отдыха, больницах и других лечебно-профилактических учреждениях, детских садах-яслях, детских домах, домах ребенка, домах пионеров, спальных корпусах пионерских лагерей и школ-интернатов, музеях, библиотеках, выставочных павильонах, магазинах, кинозалах, предприятиях общественного питания и бытового обслуживания, учебных заведениях, вспомогательных зданиях промышленных предприятий высотой 40—50 м и объемом более 25 тыс.м3, помещениях, расположенных под трибунами на стадионах, спортивных залах объемом более 25 тыс.м3 конференц-залах и актовых залах более 700 мест и актовых залах и конференц-залах, оборудованных стационарной аппаратурой, при вместимости более 500 мест.
Внутренние противопожарные водопроводы могут обеспечивать потребность в воде не только для наружного и внутреннего тушения пожаров, но и для работы установок автоматического тушения пожаров (спринклерно-дренчерных установок, установок тушения пожаров распыленной водой, установок водопенного тушения пожаров). В этих случаях водопровод можно использовать как вспомогательный или основной водопитатель. В табл. 4 приведен суммарный расход воды, необходимой для тушения пожара в бесфонарных производственных зданиях шириной более 6 м.
Расход воды для питания спринклерно-дренчерного оборудования принимают в соответствии с результатами гидравлического расчета систем подачи и распределения воды.
Нормативные требования к расходу воды для тушения пожаров периодически изменяют по мере совершенствования характера строительства, внедрения новых технических средств для борьбы с пожарами, интенсификации пожароопасных производственных процессов и др., причем в отдельных случаях возможно уменьшение требуемого количества воды для тушения пожаров, а в других случаях существенное его увеличение.
1.4 Прогнозирование водопотребления
Водопотребление при тушении пожаров характеризует определенную последовательность подачи воды, которая объединяет три этапа: приведение передвижных средств тушения в действие, локализация пожара и его ликвидация.
Каждому этапу присущи определенные признаки: первому — число и протяженность рукавных линии, необходимых для подачи требуемого количества воды от пожарных гидрантов до очага пожара; второму — периметр пожара (фронт распространения огня) и скорость развития пожара; третьему — удельный расход воды для тушения пожара.
В ряде случаев потребление воды характеризуется не столько параметрами пожара, сколько случайными факторами, определяющими техническое состояние техники и психологическое состояние пожарных. Практика показывает, что количество расходуемой во время реального пожара воды в 4—5 раз превышает количество воды, расходуемой при тушении опытных (учебных) пожаров
Потребление воды при тушении пожаров в реальной обстановке достигает 500—875 л/м2. Потребление воды резко возрастает при тушении крупных пожаров.
На основе обработки статистических данных установлено, что расход воды для тушения пожара Q (л/с) зависит в основном от объема W (м3) горящего помещения
Q = 0,0223W. (1)
Рассмотренные данные свидетельствуют о преобладающем влиянии случайных факторов на процесс водопотребления при тушении пожаров передвижными средствами, поэтому вопросы водопотребления целесообразно рассматривать с привлечением теории вероятностей и математической статистики.
Полученные Ивановым Е.Н. средние значения Q (л/с) приведены ниже:
Жилые и общественные здания (высотой до двух этажей).……… 11,24
То же (высотой три этажа и более) …………………………………18,63
Промышленные здания I и II степеней огнестойкости ……………22,14
То же, IV и V степеней огнестойкости ……………………………..26,05
Таким образом, в жилых и общественных зданиях повышенной этажности расход воды больше, чем в зданиях с небольшой (до двух этажей) этажностью. Расход воды для тушения пожаров на промышленных предприятиях зависит от степени огнестойкости строительных конструкций. В зданиях со сгораемыми конструкциями (IV—V степень огнестойкости) расход воды больше, чем в зданиях из несгораемых строительных конструкций.
Анализ фактических расходов воды для тушения пожаров в городах показал, что численность населения не влияет на величину расхода воды, в то время как действующими нормами расход воды установлен в зависимости от численности населения города. В то же время фактический расход воды, наблюдаемый в процессе тушения отдельных пожаров, превышает нормативный расход воды. Это положение в первую очередь относится к расходу воды для тушения пожаров на промышленных предприятиях повышенной пожарной опасности.
1.5 Расход воды на хозяйственно-бытовые и производственные нужды.
Подача воды из коммунального водопровода должна быть достаточной для обеспечения: хозяйственно-бытовых нужд в жилых зданиях; водопотребления в общественных зданиях; расхода на поливку улиц и насаждений, на работу фонтанов и т. п.; хозяйственно-питьевого водопотребления на предприятиях; водопотребления промышленных предприятий, получающих воду для технологических нужд от городскою водопровода и т. п.
Нормы потребления воды (количество воды, расходуемой водопотребителем в течение суток) принимают в соответствии с требованиями СНиП в зависимости от степени благоустройства жилых зданий и от оборудования производственных цехов (технологии производства).
Средний суточный расход воды Qсрсут в населенном месте зависит от нормы водопотребления и расчетного числа жителей:
Qсрсут = qср..сут×М, (2)
qср..сут — среднесуточная норма водопотреблсния;
М — число жителей на расчетный период.
Суточный расход воды на технологические нужды промышленного предприятия определяют по формуле
Qсрпр = q0×n×τ, (3)
q0 — норма водопотребления на единицу продукции;
n — часовая продукция предприятия;
τ —число часов работы предприятия в сутки.
Расходование воды в населенных местах и предприятиях происходит неравномерно в течение суток года и в течение часов суток. Для расчета элементов системы водоснабжения устанавливают пределы возможных колебаний расхода воды в отдельные часы суток. Расчет параметров водопроводных сооружений производят на максимальный часовой расход воды в дни максимального водопотребления, который определяется по формуле
Qсутмакс = К×qсут.макс×М/24, (4)
"Часть 8" - тут тоже много полезного для Вас.
К - коэффициент часовой неравномерности, показывающий во сколько раз максимальный часовой расход превышает средний.
Неравномерность водопотребления в населенных местах зависит от численности населения и степени их благоустройства. Так, в больших городах неравномерность водопотребления меньше, чем в городах с небольшим населением. Это объясняется тем, что, с увеличением численности потребителей сглаживаются колебания водопотребления, и разница между максимальным и средним водопотреблением уменьшается. Неравномерность водопотребления выражают графиками (рис. 1.1), на которых по оси абсцисс откладывают время в часах, а по оси ординат — расходы воды в процентах от полного суточного расхода. Средний часовой расход воды применительно к графикам водопотребления равен 4,17 % (определяют делением 100% на 24 ч суток).
При расчете режимов работы систем водоснабжения (насосно-силового оборудования, запасных и регулирующих емкостей, водопроводной сети и т. п.) по графикам водопотребления для каждой категории потребителей, получающих воду из водопровода, строят суммарный график водопотребления и находят часовые (секундные) расходы воды в целом и по отдельным группам потребителей.
Рисунок 1.1 – График подачи и потребления воды по часам суток
1- потребление воды, 2 – подача воды, 3 – среднесуточное потребление воды
Подача полного расчетного расхода воды для тушения пожара должна быть обеспечена при наибольшем часовом расходе воды на другие нужды. При этом расходы воды на поливку территории, прием душей, мытье полов в производственных зданиях и мойку технологического оборудования не учитывают.
