определить численные значения показателей качества функционирования и экономичности для оценки критерия эффективности вариантов решения;

оценить показатели эффективности вариантов решений для осрювных сооружений, необходимые для анализа и синтеза рациональной структурной схемы компоновки водопроводных сооружений.

6. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

При выборе рациональной схемы компоновки водопроводных сооружений предварительно используют показатели, позволяющие установить техническую и экономическую целесообразность варианта решения. Впоследствии применяют более подробный анализ технико-экономических показателей выбранной модели технического решения. При этом принимают во внимание:

значимость (главенство) элементов системы [с помощью показателей значимости (весомости)],- количественно оценивающих вклад каждого элемента системы в решение поставленной перед системой цели;

структурную схему и принцип действия системы (с помощью комплекса отношений, позволяющих определить значимость отношений между элементами системы);

параметры, позволяющие качественно оценить вклад каждого элемента в общий функциональный показатель системы (выявить наиболее слабые места в связях между элементами, разработать программу реализации принятого решения и детально исследовать работоспособность системы);

надежность работы системы (характеризующую безотказность работы системы, условия обнаружения п)пчин аварий и устранения их, а также трудоемкость технического обслуживания);

показатели безопасности работы операторов, характеризующие условия их работы при эксплуатации и техническом обслуживании системы под воздействием механических и электрических факторов, а также ядовитых и взрывчатых паров, представляющих угрозу для жизни и здоровья человека;

экологические показатели, определяющие уровень вредного воздействия воды и химических водных рас-

творов на материальные ценности и окружающую среду при испытаниях, ложных срабатываниях, утечке этих компонентов во время эксплуатации системы;

эффективность работы системы и экономичность предлагаемого технического решения.

При анализе вариантов технического решения учитывают опыт проектирования аналогичных объектов; показатели назначения системы (время подачи воды для тушения, режим подачи воды, инерционность включения подачи поды и т. п.); экономические условия. Иаилучншй вариант технического решения выбирают в результате обоснования задачи, построения альтернативных вариантов структуры системы, генерирования технического решения, обоснования принимаемого варианта.

На уровне О рассматривают характеристику объекта в отношении режима водообеспечения и его стоимость; характеристику пожарной опасности объекта (пожарную нагрузку в Зданиях и сооружениях, частоту возникновения пожаров, вероятность человеческих жертв и размеры возможного ущерба от пожаров, косвенные потери в результате простоя); требования защиты окружающей среды (био-, гидро- и атмосферы).

На уровне I анализируют архитектурно-планировочные условия объекта (площадь пола между пожарными отсеками, высоту технологических аппаратов, объем помещений); требования к пожарным разрывам; характеристики инженерных сооружений; мощность энергоснабжения; производительность промышленного водоснабжения и др.

На уровне И рассматривают задачи наиболее рационального применения систем противопожарного водоснабжения; уточняют требования функционального назначения; выявляют режимы потребления и расходования воды; определяют уровень бесперебойности подачи поды; рассчитывают инерционность включения подачи воды, намечают схемы подачи и распределения воды; назначают напор воды в расчетных точках системы; намечают конструктивное исполнение основных водопроводных сооружений; уточняют номенклатуру параметров, характеризующих показатель качества функционирования.

На уровнях И и HI решают вопросы анализа и синтеза структуры. На уровне HI представляют пред-

проектные (эскизные) решения элементов системы (подземный водопровод, наземный сухотруб, подопитатель оспопноп и автоматический, дозатор пенообразователя, емкости для запасов воды и пеиообразопателя, поме-щенпе пожарной nacocHoii станции, пожариая автоматика, энергоснабжение насоспо-силоиого оборудования и т. п.).

На уровне IV уточняют номенклатуру оборудования противопожариого водопровода (тип пожарного гидранта; размер и вил вышки для установки стационарного лафетного ствола; тип лафетного пожарного ствола; вид арматуры для включения и выключения подачи воды и водного раствора нснообразователсй; размер и тип подземного водопроводного колодца и камеры; характеристику побудительной системы; вид оборудования водоорошения; характеристики генераторов пены; вид пожарного извещателя и т. п.). На данном уровне Ставят конкретные задачи по комплектовагшю того или иного узла в зависимости от специфических особенностей.

При анализе вариантов и моделировании решений возможны три подхода. Первый подход заключается в том, что процесс формирования структуры рассматривают как систему, содержащую множество операций (элементов системы), которые воздействуют друг на друга и ведут к достижению общей цели-разработке рациональной схемы. Второй подход к моделированию операций построения схемы основан на анализе, синтезе и оценке параметров системы. Третий подход заключается в том, что при анализе рациональной схемы особое внимание уделяют ее структуре с учетом специфического характера варианта решения. При построении варианта схемы решения учитывают опыт проектирования аналогичных объектов; материально-технические возможности для возведения разрабатываемой системы; информацию о работе существующих конструктивных элементах системы; экономические условия и производственные возможности объекта водоснабжения.

Создание технического решения включает следующие этапы работы:

идею создания нового технического решения и формулирование основных функций системы водоснабжения;

разработку технического задания, включающего определение требований к проектированию системы и

установление необходимых параметров водопроводных сооружений;

разработку рекомендаций по проектированию во.то-проводных сооружений и оборудования противопожарных водопроводов;

технологическое решение (построение принципиальной схемы, определение структуры системы, установление слагаемых комплексного показателя качества функционирования системы и определение его числовых значений) и оценку затрат на возведение и предстоящие издержки эксплуатации;

структурный анализ и синтез оптимальной структуры;

определение показателя эффективности выбранного варианта решения (путем сравнения показателей эффективности нового и базового варианта решений);

экспериментальное проектирование и строительство системы;

опытную эксплуатацию с целью выявления и устранения наиболее слабых мест, определяющих неэкономичность и низкую эффективность системы.

Глава 3. МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОММУНАЛЬНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

При ироектировапин системы водоснабжения прежде всего необходимо определить требуемое количество и режим расходования воды потребителями. Многофункциональные системы водоснабжения обеспечивают различных потребителей, расходующих воду иа разнообразные нужды. От того, насколько точно определены расходы воды потребителями, насколько режим расчетного потребления воды приближен к фактическому, по многом зависит качество функционирования системы водоспабжспня п входящих в нее водопроводных сооружений. Осиовпыми потребите.чями воды являются жители городов и населенных пунктов, а также рабочие во время пребыпаних их на работе. Ниже рассмотрены методы определения расчетных расходов воды.

1 РЕЖИМ ПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАБОТЫ СООРУЖЕНИЙ

Суточные объемы водопотребления населенных мест

Расход воды, потребляемой в сутки на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды города или поселка в целом, рассчитывают по формуле

где S -суточный расход воды, м• сут-; -средний (за год) расход воды на одного жителя в i-м микрорайоне, л-сут-, принимаемый по нормам [4]; Л/,-- расчетное число жителей в i-м микрорайоне с учетом ожидаемой перспективы развития населения, тыс. чел.; л - число микрорайонов города, отличающихся между собой уровнем сапитарно-технического благоустройства.

Среднесуточный расход воды служит отправной точкой определения расчетного расхода, который должен удовлетворить потребность населения в любое время года, месяца, недели, включая сутки наибольшего водопотребления.

Режим потребления воды населением

Параметры водопроводных сооружений систем водоснабжения городов и населенных мест рассчитывают на определенный расчетный период, который может включать несколько очередей строительства, учитывающих перспективу развития города и повышение уровня благоустройства потребителей воды. Расход воды, на пропуск которого рассчитывают элементы системы водоснабжения, изменяется в течение кварталов года, месяцев сезона, часов суток и минут часа. Эти колебания водопотребления необходимо учитывать при проектировании системы водоснабжения и водопроводных сооружений. Изменение потребления воды по годам обусловлено увеличением численности населения и повышением уровня благоустройства. Рост численности населения и увеличение норм водопотребления поддаются прогнозу, характеристики которого получают на основании обработки статистической информации о работе действующих систем водоснабжения. Данные о прогнозе развития города учитывают в процессе проектирования новых систем водоснабжения путем резервирования до-

полнительных площадей для развития тех или иных элементов, предусмотренных очередностью строительства. Сезонные изменения водопотребления определяют главным образом миграция населения и климатические факторы, характерные для заданного места расположения города. Летом население ряда городов уменьшается в связи с отъездом за город, на отдых, и водопотребление снижается. В других городах, главным образом курортных, численность населения летом значительно возрастает, что приводит к резкому увеличению водопотребления.

Параметры водопроводных сооружений системы водоснабжения рассчитывают таким образом, чтобы удовлетворить потребности населения в воде в период сезонных пиков. При подборе насосного оборудования и особенно при технико-экономическом расчете водоводов и водопроводных сетей учитывают кратковременность периодов максимального водопотребления.

Суточные и часовые колебания расходов воды являются результатом неравномерности потребления воды в городе. Неравномерность потребления воды в дни недели обусловлена укладом жизни города и связана, главным образом, с чередованием рабочих и нерабочих дней и в значительной мере зависит от производственного профиля города или населенного места.

В городах, большая часть населения которых имеет выходные в субботу и воскресенье, суточное водопотребление изменяется весьма значительно. При выходных по «скользящему» графику разница в расходах воды по дням недели сглаживается. Параметры водопроводных сооружений системы водоснабжения должны иметь достаточную производительность для гарантированной подачи воды в сутки «максимального водопотребления». При этом допускается форсированный режим работы-повышенные скорости движения волы в трубах водопроводных сетей, выход насосов из зоны оптимальных значений коэффициентов полезного действия, по-пьпненный расход реагентов на очистных сооружениях

Форсированный режим работы системы в сутки максимального водопотребления оправдывается тем, что в сутки среднего водопотребления, составляющие значительную часть работы водопроводных сооружений, они находятся в оптимальном режиме эксплуатации