Плотность распределения расхода воды на противопожарные нужды была описана показательным законом о, если < о,

ехр(-„/„), если (/и>0-

Исходными данными для определения значений qx и Ох служили коэффициенты неравномерности, приведенные в табл. 5. На основании изложенных вьпне результатов обработки статистической информации па ЭПВМ определены значения х и Ох для расходов qx в диапазоне 15-1250 л/с.

Ниже приведены результаты обработки данных и значения коэффициента неравномерности водопотребления kgx/qx при N{qx) =0,99:

50 100 2т 500 8i,0 1-50 (\227 0,194 0,177 0,142 0,122 0,097 . 1,68 1,58 1,53 1,42 1.35 1,3

Как видно, неравномерность водопотребления умень-И1ается по мере увеличения qx (численности населения) и зависит от величины N (дх). Вместе с этим следует отметить удовлетворительное согласование полученных результатов с данными СНиП.

1 [асслсннс, тыс. чел. . а..........

Р..........

/гч.м,-п.с-а р . . . . •

10 20 40 100 160 250 1,5 1,33 1,21 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2 М5 1,1 1,(7 1,05 1,8 1,6 1,4 1,32 1,28 1,26

Зпачепия S (q) вычислены на ЭЦВМ для населенных мест при тушении пожаров в зданиях (жилые, общественные и промьппленныс) с различными пара\Гетрамн водообеспечения. Результаты вычислений интегральной ([)упкцн11 распределепня суммы независимых величин во-донотрсблсния на хозяйсткеиио-пптьевые и нротивопо-л<арпыс цели представлспы на рис. 46. Из гра(1)иков видно влияние величины q,, на характеристику хозяйственно-питьевого водопотребления нрп (/х=15-100 л/с (см. рис. 46, а, б, в). При значительном расходе воды на хозяйственно-питьевые нужды (см. рис. 46, г, д, е) это влияние становится менее заметным. Оннсанный метод расчета позволяет определять с помоп(ыо ЭЦВМ коэф-фициеиты нсрашюмериости часового потребления воды в зависимости от среднечасового расхода воды в населенном месте q (нли соответствующего ему срсдиеквад-

? 3 г) Siqi

6 q/q, / 7 0.99

1,2 ifi 1,6 1.8 2 q/q.

1,2 1.6 18 ? q/Qg 13 If 1,5 1.6

1.2 IS 1,4 15 ISq/q,

Рис. 46. Интегральная функция расиределеиия су.ммы иезаипси-мых величии во.тоцотреблеиия tia .\1):!;пствеиис)-иитьсвые ir цротиво-цожар[1ые цели:

а--1/=15; б-Тх=50; e-"vj = 100; г-",-200; d-"-500: е-1-=И{Ю л/с; ; -7=П,24; г-<Гп-18,73; J-~„ =22,14; 4 - </~-26.05 л/с

if-qn

12 lljlfi 18 2 7,2 2,! 2.6 28 J

Рис. 47. Зависимость коэффициента неравномерности во.топотребления от численности населения

/ -- нсраппомгриоси, xoiSiiicTiic-inio-питьевого во.чопотрсблсимя; 2 псранвоморнпсть с\MMUiinoi-o водо потребления (хозяйстяепио-итьешг го и противопожарного): 3 y\fcHi,-HieHHC н<).-10нот[)ебления при нсклю-нении ножа)Н()Го расхода воды

ратического отклонения) и математического ожидания противопожарного расхода воды для требуемой стс-исин (вероятности) обеспечения бесперебойной нодачн иоды. На основании полученных данных построена зависимость коэффициента неравномерности водопотребле-Н]1я от числешюсти населения (рис. 47).

Процесс отбора воды при тушении пожаров

Рассмотрим наиболее распространенный вариант многофункциональной системы водоснабжения (рис. 48), в которую входят водоисточник, водопнтатель, система распределения, система управления водб!1С)дачи иПэдо-разборные устройства для отбора и подачи воды на противопожарные нужды. Система водоснабжения состоит из большого числа элементов, обеспечивающих потребителей заданным количеством воды. Можно выделить группу элементов, свойства которых необходимо учитывать прн проектировании системы водоснабжения. Если противопожарное водоснабжение рассматривать как сложную систему с точки зрения интенсивности подачи воды для тушения пожаров, пропускной способности во-допитателей и распределительной системы, а также оптимального регулирования водоподачи и распределения воды при возникновении пожара, то в этом случае элементами сложной системы будут водоисточник, водопнтатель и подсистемы распределения воды и управления ее подачей. Здесь возникают вопросы предварительного создания необходимых запасов воды в водоисточнике, обеспечивающем нормальную работу водопитателя и системы распределения воды, а также проблемы, связанные с нормальным и своевременным управлением боль-пшм числом взаимосвязанных и взаимодействующих элементов системы. При расчете системы водоснабжения, помимо расхода воды для тушения пожаров, необходимо определить продолжительность подачи воды для тушения пожара, частоту возникновения и вероятность одновременного возникновения пожаров п т. д.

Работа системы водоснабжения аналогична работе системы массового обслуживания, которая должна бесперебойно подавать воду для тушения пожаров (в любое время суток). Под обслуживанием в данном случае принимается удовлетворение системой поступающих в нее требований (заявок). Система противопожарного водоснабжения - обслуживаюния система, заявки - требования иа отбор воды для тушения пожаров в виде временной последовательности (входящего потока). Осо-бенпость задач теорнп массового обслуживапня~~случайный характер изучаемых явлений: длительность обслуживания и интервалов между поступающими требованиями. Работа системы построена следующим образом: в случайный момент времени поступает требование

Рис. 48. Структура сложной миогофункииональпой системы водоснабжения

/ - водоисточник; г - водопнтатель; ,? -система распределения; < -система управления водоподачей; 5 - водоразборные устройства: <Эх(т„) и QCt) - водопотребление иа хозяйственно-питьевые цели в моменты времени То и т соответственно: С?„(То) и Q„(T„) - потребность в воде при тушении пожара в моменты времени То и т соответственно: (Э.(То-1-Дт) - параметр, характеризующий режим водонотреблепня при пожаротушепнн (состояние системы в момент времени То-ЬДт); Q„(Ti,-I-At) - стохастический параметр, характеризующий режим водопотребления (состояние системы) при пожаротупгеиии; Q„(T„) : To<Ti} - реализация точечной оценки процесса водопотребления нри пожаротушении.

обеспечить тушение возпикп1его пожара водой, которое выполняется во время тушения пожара, после чего система приводится в готовность для [юследующей работы.

Работа системы водоснабжения характеризуется своеобразными случайными процессами, связанными с переходами этой системы из одного состояния в другие: подача заданного расхода воды прп тушешш пожара в течение определенного времени, а затем восстановление израсходованных запасов воды и приведение системы в состояние готовности п ожидания перед очередным включением па противопожарные нужды. Работу системы водоспабжспня при тунгепни пожара характеризует ноток требований, который определяют следуюпи1е показатели: потребность в воде (расход) Qn; продолжительность отбора воды Тп; частота отборов v; одновременное число отборов т; неравномерность частоты отборов Ап и характера водопотребления А-ц. Таким образом, задача исследований процесса отбора воды для тушения пожаров сводится к определению численных значенпй этих показателей.

Поток заявок на отбор воды для тушения пожаров

Основным фактором, обусловливаюн1им процесс, про-текаюниги в системе массового обслуживания, является поток требований, т. е. последовательность возникающих один за другим пожаров. Поэтому первоочередгюй задачей исследования системы подачи и распределения воды для тушения пожаров, рассматриваемой с позиции теории массового обслужпвагшя, является изучение потока требований, которые могут поступить в результате воз-никповеппя пожаров. В данном случае под потоком тре-бованпй понимают последовательпо,сть возппкновенпн пожаров в какие-то случайные моменты времени. Функционирование ножарпой службы города описывается математической моделью, иа осиовапии которой определяют число одповремснпых вызовов пожарных подраздслс-нпй и продолжительность их занятости. Подобный подход был положен в основу построения математической модели функинонирования системы противопожарного водоснабжения, рассматриваемой с позиции теории массового обслуживания. Для количественного анализа ироцесса «обслуживания» требовании был ироанализи-рован поток поступаюни1х требовании п исследованы его характеристики. Анализ показал, что поток требований, поступаюпшх в систему и представляюгцих собой последовательность заявок на отбор воды для тун1еппя пожаров, пе является стационарным, поскольку параметр потока зависит от времени суток и сезонов года. В то же время процесс отбора воды в сравнительно ограниченные промежутки времени приближается к стационарному. С учетом этого положения принято, что поток требований, поступаюпшх в систему, является простей-Н1НМ. Эта гипотеза была проверена п)и анализе статистических данных о пожарах с привлечением аппарата теории вероятностей и теории массового обслуживания. Обработка наблюдений позволила выявить закономерности статистического распределения частоты возникновения пожаров и определить частоту повторения отбора воды при TynieHitH пожаров. Было выявлено, что среди множества факторов, влняюпщх па число пожаров v в сутки, наиболее сун[ествеппымп оказались: в городах и сельских населенных местах - численность населения; в промьниленпых зданиях (определенной категории по-

жарной опасности)-объем производства или годовая производительность.

Зависимость v от характерного фактора, а также значення констант и параметров устанавливали на основе корреляционного и регрессивного анализа характера корреляционного поля. Степень взаимосвязи между переменными выражена коэффициентом корреляции, а достоверность полученных результатов оценена критерием Фннгера. Анализ обработки статистических данных позволил установить, что среднее значение v может быть аппроксимировано зависимостью степенного вида

\ = ах+Ь,

где а, Ь и п - константы и параметр корреляционной заннснмостн: х - 1исленное знамение характерного фактора.

Результаты корреляционного и регрессивного анализа частоты отборов воды n:i водопровода при туи1еиии /южаров приведены в табл. 17.

Таблица 17. Константы и параметры корреляционной :ависимости частоты отбора воды при тушении пожара

Частота пожаров, определяющая характер отбора воды нз водопроводов, колеблется в течение часов и суток. Па рнс. 49 показана неравиомер)10сть отбора воды из городских водопроводов. Наибольший интерес для расчета систем водоснабжения представляют те часы суток, которым соответствует наибольший отбор воды для хозяй-

Частота пожаров, для тушения которых требовалось включение водопроводов, в 3 раза меньше частоты вы:!0Ц0в пожарных подразделений, так как в общее чис.;го вызовов входят ложные вызовы, а также случаи тушсггия пожаров без использовааия систем водоснабжения.