INMAGAZINAREA APEI

INMAGAZINAREA APEI

1. Rolul inmagazinarii

In schema de alimentare cu apa prezenta inmagazinarii permite dimensionarea rationala a sistemului de alimentare cu apa, functionarea tehnologica mai usoara a obiectelor tehnologice cu debite lent variabile exceptand reteaua de distributie, sporirea sigurantei in functionare a sistemului de alimentare cu apa.

Faptul ca toate constructiile din amonte de rezervor, inclusiv acesta, se dimensioneaza la Q_{s zi max}, deci la un debit constant, o mare parte a anului permite mentinerea acestora la parametrii hidraulici relativ constanti in timp.

Inmagazinarea trebuie sa aiba un anumit volum care sa asigure functionarea curenta a retelei de distributie. Volumul de apa din rezervor trebuie sa acopere diferenta de debit Q_{o max} – Q_{zi max} la orice ora din an. Volumul care asigura acest rol poarta numele de volum de compensare orara.

In constructia de inmagazinare trebuie pastrata si cantitatea necesara de apa care trebuie sa fie la dispozitia organelor PSI in orice moment si in orice punct al retele, pentru combaterea incendiilor. Acest volum este numit rezerva intangibila de incendiu.

De asemenea, mai trebuie asigurat un volum de apa pentru cazul in care in amonte de rezervor, la sursa sau la aductiune apar situatii de avarie. Acest volum poarta numele de volum de avarie.

In unele cazuri mai pot fi inmagazinate volume de apa pentru functionarea intermitenta a statiei de pompare care se gaseste imediat sau dupa rezervor, numite volum suplimentar sau volume de apa justificate din considerente economice sau de siguranta.

Volumul inmagazinarii va avea cea mai mare valoare dintre cele doua valori calculate (conform STAS 4165-88):

(1.)

In mod normal volumul V_R este format din volumul de compensare orara, volumul intangibil pentru combaterea incendiilor si total sau partial volumul de avarie.

Inmagazinarea trebuie sa asigure presiunea in retea.

Debitul orar cerut de retea trebuie asigurat la presiunea necesara ceruta la bransament. Aceasta duce la amplasarea cuvei rezervorului la o cota convenabil aleasa astfel incat sa se asigure presiunea la bransament intrucat pomparea directa a apei in retea cu un debit care sa urmareasca cererea de apa este o solutie mai greu de realizat.

Rezervorul se amplaseaza in apropiere de consumator, la o cota convenabila, astfel incat sa asigure o functionare robusta si economica a sistemului de alimentare cu apa.

2. Constructii de inmagazinare

Constructiile care servesc pentru inmagazinarea apei se numesc rezervoare. Acestea sunt caracterizate prin: capacitate utila, forma si cota de nivel a fundului.

Capacitatea utila a rezervoarelor se determina in functie de scopul in care sunt folosite. Forma si dimensiunile geometrice se stabilesc in functie de capacitate astfel incat sa se poata asigura distributia apei in retea cu presiunea de serviciu necesara.

Rezervoarele pot fi amplasate pe o cota dominanta care domina centrul populat sau obiectivul industrial sau agricol.

Constructia poate fi (fig. 1.):

rezervor subteran ingropat, cu toate cotele sub cota terenului;

rezervor subteran partial ingropat, cu cota radier sub cota teren la adancimea de inghet, dar acoperit;

rezervor suprateran sau castel de apa, cu cotele deasupra cotei terenului.

Fig.1. Constructii pentru inmagazinarea apei

a. rezervor subteran ingropat

b. rezervor subteran semiingropat

c. rezervor suprateran

d. castel de apa

Alegerea amplasamentului se face in baza calculelor tehnico-economice.

Solutia rezervor subteran impune amplasarea acestuia la distanta de centrul populat pe o cota dominanta pentru a se asigura presiunea ceruta de consumatori fara pompare. In acest caz, reteaua rezulta mai scumpa.

Castelele de apa se amplaseaza in centrul de greutate al consumului retelei, costul acesteia fiind mai mic, dar costul castelului este mai mare din cauza constructiei de sustinere.

Se poate adopta o solutie combinata, un rezervor din care apa este pompata intr-un castel de apa pentru a se reduce volumul acestuia.

3. Determinarea cotei inmagazinarii

Cota rezervorului se determina astfel incat reteaua de distributie sa asigure la consumatori presiunea la bransament (tabelul 1.)

Valoarea presiunii la bransament este valoarea presiunii apei in conducta de serviciu care asigura alimentarea cu apa in conditii normale la robinetele tuturor obiectelor sanitare instalate in locuinta.

Valoarea presiunii la bransament H_b masurata in metri coloana de apa peste cota terenului se obtine:

(2.)

in care:

H_c – inaltimea deasupra trotuarului strazii a ultimului robinet ce trebuie alimentat; se poate considera ca inaltimea cladirii (un etaj se considera 3 m inaltime);

- presiunea de serviciu la robinet; se considera 2 m pentru orice robinet si 3 m pentru dus si robinetele care au baterie de amestec apa rece-calda; pentru hidrantii interiori P_s se calculeaza in functie de debitul si lungimea jetului si diametrul duzei;

h_ri – pierderea de sarcina pe conducta de bransament si pe reteaua interioara de distributie; se considera (3÷5 m), iar pierderea de sarcina in apometru (1÷2 m).

In tabelul 1. sunt date valorile presiunii la bransament in functie de inaltimea cladirilor de locuit.

Tabelul 1.

3.1. Determinarea cotei rezervorului

Prin cota rezervorului se intelege cota vazuta in interior a radierului constructiei de inmagazinare a apei.

Fig.2. Determinarea cotei rezervorului
pentru solutia rezervor-retea de distributie

Conform figurii 2., rezulta:

(3.)

in care:

C_Tx – cota topografica la bransamentul consumatorului;

H_b – presiunea necesara la bransament (mH₂O);

h_rR-x – pierderea de sarcina pe circuitul rezervor punctul x luat in consideratie.

Pierderea de sarcina se poate aprecia ca:

()

in care:

i – panta hidraulica apreciata ca fiind 0,003÷0,008 corespunzator vitezelor economice de curgere a apei prin conductele retelei de distributie;

L_R-x – suma lungimilor tronsoanelor strabatute de apa pe drumul cel mai scurt de la rezervor la punctul x.

Pentru aplicarea relatiei (3.) este necesar sa se faca aproximatii succesive intrucat nu se cunosc nici pozitia rezervorului, nici a punctului care conduce la stabilirea pozitiei acestuia si nici conductele prin care circula apa.

Schema de lucru este urmatoarea:

se alege pozitia rezervorului pe o cota dominanta;

se determina cota maxima a localitatii;

se determina presiunea la bransament;

se determina pierderile de sarcina de la rezervor la punctul de cota maxima a localitatii;

se determina cota rezervorului C_R’;

se alege din retea pozitia punctelor care ar putea duce la o cota mai inalta a rezervorului – punctul cel mai departat si de cota cea mai inalta, punctul de cea mai mica cota si situat cel mai departe de rezervor, punctul unde sunt consumatorii care cer presiune mare la bransament;

pentru fiecare punct se calculeaza C_R;

se alege valoarea C_R cea mai mare si se compara cu C_R’;

se reia calculul modificand pozitia rezervorului functie de C_R - C_R’ si se reface calculul pana cand aceasta diferenta este mica (0,5÷1,0 m) si se fixeaza cota rezervorului.

3.2. Determinarea cotei castelului de apa

Daca in conditiile reliefului este necesar un castel de apa, calculele sunt similare cu cele de la rezervor. Acesta trebuie amplasat in centrul de greutate al retelei de distributie (figura 3.).

Fig.3. Determinarea cotei la castel

Cota minima a castelului de apa se determina cu relatia:

(5.)

in care:

C_Tx – cota punctului luat in considerare;

H_b – presiunea la bransament a consumatorilor;

h_rCA-x – pierderea de sarcina pe conducte de la castelul de apa la punctul x.

Schema de lucru este asemanatoare cele de la rezervor:

se alege pozitia castelului de apa;

se calculeaza presiunea la bransament;

se stabilesc punctele de cea mai inalta cota si cel mai departe, cea mai inalta cota, punctul de cea mai joasa cota si cel mai departe;

se stabilesc C_CA^min pentru toate punctele si se considera valoarea maxima;

In cazul castelelor in care se inmagazineaza si rezerva intangibila de incendiu se determina cota rezervei de incendiu (figura )

(6.)

in care:

N_ri – cota rezervei de incendiu din castelul de apa;

H_b – presiunea la bransament;

h_rCA-x – pierderea de sarcina pe conducte de la CA la x.

Fig. Cotele apei la castel

Intre cota maxima a apei in castel si N_ri se inmagazineaza apa pentru consumul orar, iar intre N_ri si cota minima a apei, rezerva intangibila de incendiu. Aceasta inseamna ca la stabilirea cotei, se stabileste de fapt cota rezervei de incendiu care trebuie sa ramana permanent inmagazinata.

Se pot considera:

se stabileste inaltimea constructiei de sustinere a castelului:

(7.)

se alege H_CA ca multiplu de 2,5 sau 5,0 m intrucat constructia este modulata si se pot utiliza proiecte tip.

Determinarea volumului inmagazinarii

Volumul inmagazinarii se determina tinand seama de marimea celor trei volume componente si de tipul constructiei.

1. Volumul de compensare (V_co)

Rezerva de compensare orara se determina grafic sau analitic si reprezinta acel volum capabil sa stocheze apa in orele in care consumul este mic si sa o distribuie atunci cand consumul este mare (figura 5.)

Fig.5. Determinarea grafica a volumului de compensare orara

In acest grafic, in abscisa sunt trecute cele 24 ore ale zilei, iar in ordonata volumul alimentat si consumat in procente din debitul zilnic maxim.

Cea mai mare diferenta intre volumul de apa de alimentare si volumul de apa consumat in timpul unei zile rezulta:

(8.)

Se poate spune ca volumul de compensare orara rezulta:

(9.)

in care:

c – coeficient care se determina in functie de numarul de locuitori (tabel 2.) conform STAS 4165-88.

Tabelul 2.

In cazul in care din date se dispune de variatia orara a consumului se poate determina printr-un calcul analitic sau grafic volumul de compensare orara.

Tabelul 3.

Variatia totala a consumului total in diverse tipuri de centre populate

2. Volumul de avarie (V_av)

Volumul de avarie se determina conform prevederilor STAS 4165-88 in functie de lungimea conductei de aductiune, stabilitatea si accesibilitatea terenului de executie:

(10.)

in care:

Q_min.– debitul minim (m³/h) necesar pentru functionarea sistemului de alimentare cu apa pe durata avariei; Se considera Q_min.=(0,6÷0,8)Q_{s zi max}.

T_av – durata maxima de remediere a unei avarii pe circuitul amonte de rezervor (tabel )

Tabelul

Durata maxima de remediere a unei avarii la aductiune

T_i – durata de scoatere din functiune a statiei de pompare (timpul admis pentru intreruperea alimentarii cu energie electrica) – tabelul 5.;

Q’ – debitul care poate fi obtinut de la alte surse considerate ca functioneaza la capacitatea maxima.

Tabelul 5.

Durata de scoatere din functiune a statiei de pompare

3. Rezerva intangibila de incendiu (V_inc)

Volumul necesar combaterii incendiilor se determina conform STAS 1343/1-1991 si STAS……….. si este formata din rezerva efectiva pentru combaterea incendiilor si volumul de apa necesar consumatorilor obisnuiti pe perioada combaterii incendiului.

(11.)

in care:

- volumul de apa pentru consumatori pe durata combaterii incendiului – utilizarea apei cu restrictii;

- rezerva efectiva pentru combaterea incendiilor.

Stabilirea capacitatii, formei si dimensiunilor rezervoarelor

La rezervoarele subterane capacitatea totala se calculeaza pentru toate cerintele:

(12)

din motive de uniformizare, STAS 4165-88 impune rotunjirea volumelor rezultate astfel: 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 5000, 7500, 10000 m³;

rezervoarele cu volumul sub 200 m³ se prevad cu o singura cuva, iar cele peste 200 m³ cu doua sau mai multe cuve egale, avand volumul rotunjit la una din valorile prezentate;

pentru centre populate volumul rezervorului rezulta conform prescriptiilor actuale egal cu jumatate din necesarul zilnic de apa.

Forma cuvei se adopta conform tabelului 6.

Tabelul 6.

Inaltimea apei, forma si materialul cuvei rezervorului

In figurile 6., 7. si tabelul 7. sunt prezentate cateva dimensiuni pentru rezervoarele tip.

Fig.6. Schemele rezervoarelor din beton armat, dupa proiecte tip

Fig.7. Detalii de executie pentru un rezervor precomprimat

Se are in vedere faptul ca in rezervorul de apa potabila, in conformitate cu normele sanitare, apa nu poate sa ramana mai mult de 7 zile.

Tabelul 7.

Principalele dimensiuni si caracteristici ale rezervoarelor din beton armat, dupa proiecte tip

5. Stabilirea capacitatii, formei si dimensiunilor castelului de apa

Pentru castelele de apa capacitatea cuvei se calculeaza numai pentru compensare orara si pentru cantitatile de apa strict necesare combaterii incendiilor.

(13.)

Rezerva de avarie se acumuleaza in rezervoare subterane separate din care se pompeaza apa in castel.

Castelele de apa se prevad cu o singura cuva al carui volum sa nu depaseasca 2000 m³ din motive de executie;

Castelele de apa se executa dupa proiecte tip au volume de 25÷1000 m³ si inaltime de 20÷30 m se executa in intregime din beton armat;

Intrucat constructia de sustinere este realizata cu ajutorul cofrajului glisant, ceasta trebuie calculata ca multiplu de 2,5 sau 5;

Timpul de stationare a apei in castelul de apa, admis de normele sanitare este de 48 ore.

Fig.8. Detalii de executie pentru un castel de apa

6. Instalatii hidraulice

6.1. Instalatii hidraulice la rezervoare

La fiecare cuva a rezervorului trebuie sa existe (figura 9.):

Conducta de alimentare cu diametrul egal cu cel al aductiunii prevazuta cu vana;

Conducta de preaplin cu diametrul egal cu al conductei de alimentare;

Conducta pentru preluarea curenta a apei care se dimensioneaza corespunzator Q_{o max} si v = (0,8÷1,5) m/s. La aceasta conducta se leaga prin vana comandata de la distanta si sorbul pentru apa de incendiu. Sorbul de plecare curenta a apei este amplasat deasupra rezervei de incendiu, iar sorbul pentru apa de incendiu in basa rezervorului;

Conducta de golire definitiva cu D = (100÷300) mm astfel incat golirea definitiva sa se faca in (6÷8) ore;

Conducta de legatura cu apa intre alimentare si consumul apei;

Armaturi si aparatura pentru masura si control debit si nivel.

6.2. Instalatii hidraulice la castele de apa

In figura 8. este prezentat un exemplu de instalatie hidraulica intr-un castel de apa. Pentru a nu exista riscul stagnarii apei in partea inferioara a cuvei sorbul este amplasat in aceasta zona, dar la cota rezervei de incendiu. Conducta de preluare a apei este prevazuta cu un orificiu de dezamorsare de (1÷2)˝, conducta functionand ca un sifon pentru a putea pastra in cuva rezerva de incendiu.

Fig.9. Instalatia hidraulica la un rezervor de apa de mici dimensiuni (sub 1000 m³)

a – vedere in plan; b – sectiune verticala.

Aplicatia 1.

Sa se determine cota si volumul inmagazinarii pentru o localitate cu:

U_i = 10000 locuitori stiind ca:

Q_{I c} = 4720 m³/zi, Q_{II c} = 306 m³/h;

Regimul de constructii este P+2 nivele;

Rezerva intangibila de incendiu V_ri = 868 m³;

Cota cea mai inalta din localitate 180 mdM;

Cota cea mai joasa din localitate 169 mdM;

Volumul consumat de consumatori pe durata incendiului Q’_cons = 760 m³;

Plan de situatie (figura 10.).

A.    Calculul cotei rezervorului

Varianta I: Rezervor de inmagazinare pe o cota dominanta a localitatii

Cota rezervor rezulta:

,

in care:

C_PA – cota punctului considerat;

H_c – inaltimea maxima a cladirilor;

h_ri – pierderi de sarcina interioare;

- presiunea de serviciu;

h_rR-P – pierderi de sarcina de la rezervor la punctul P.

a. Se considera punctul cel mai indepartat de amplasamentul rezervorului:

H_c = 3 × 3 =9 m

h_ri = 4 m

= 3 m

h_rR-P = i L_R-A = 3070 × 0,006 = 18,4 m, unde: i = 0,003÷0,008 si L = 3070 m.

Pentru punctul de cota 173 mdM rezulta cota rezervorului:

C_R = 173 + 9 + 4 + 3 + 18,4 = 207,4 mdM

Se considera: C_R = 208 mdM.

b. Se verifica cota cea mai inalta a localitatii 180 mdM:

C_PB = 180 mdM

C_R = 208 mdM

In acest caz cota rezervorului va fi:

,

unde: L_R-B = 920 m

C_RB 202 mdM < C_RA = 208 mdM

Ramane cota rezervor: 208 mdM

c. Se verifica cota cea mai joasa a localitatii: 169 mdM

C_R – C_c = 208 – 169 = 39 m < 60 m, presiune admisibila in retea.

Fig.10. Plan de situatie

Varianta a II-a: Rezervor si castel de apa amplasate in interiorul localitatii.

1. Rezervor:  C_T = 180 mdM

C_{radier rezervor} = 178 mdM

2. Castel de apa: se calculeaza cota castelului:

in care:

C_P – cota punctului considerat;

H_c – inaltimea maxima a cladirilor;

h_ri – pierderi de sarcina in interiorul cladirilor;

- presiunea de serviciu;

h_rCA-P – pierderi de sarcina de la castelul de apa la punctul considerat.

a. Se considera punctul cel mai indepartat si de cota cea mai mare:

C_PA = 173 mdM

L_CA-A = 2150 m

h_rCA-A = 0,006 × 2150 = 12,40 m

C_CA = 173 + 9 + 4 + 3 + 12,90 = 201,90 mdM

Se considera: C_CA = 202 mdM.

b. Se considera punctul cel mai inalt din reteaua de distributie:

C_PB = 180 mdM

L_CA-B = 100 m

i = 0,006

C_CA^B = 180 + 9 + 4 + 3 + 0,6 = 196,60 mdM

C_CA^B = 197 mdM

Intre cele doua cote se alege cota cea mai mare:

C_CA = 202 mdM

c. Se verifica cota cea mai joasa din retea:

C_PC = 169 mdM

C_PC – C_c = 202 – 169 = 33 m < 60 m, presiune admisibila in retea.

d. Determinarea inaltimii castelului:

H_CA = C_CA - C_T = 202 – 180 = 22 m,

cu: C_CA = 202 mdM

C_T = 180 mdM

Se alege H_CA = 22,5 m (ca multiplu de 2,5 m)

Rezulta: C_CA = 202,5 mdM

B. Calculul volumului de inmagazinare

1. Calculul de redimensionare al inmagazinarii

Volumul de inmagazinare

in care:

V_comp.o = volum de compensare orara

V_av = volum de avarie

V_inc = volum de combatere a incendiilor

V_comp.o = 0,22·Q_{s zi max} = 0,22·4720 = 1040 m³

V_av = 0,20·Q_{s zi max} = 0,20·4720 = 944 m³

V = 1040 + 944 + 868 = 2842 m³

V = 3000 m³

2. Verificarea timpului de primenire a apei

se respecta conditia de primenire

3. Calculul exact al volumului rezervorului de apa – varianta I

a).

V_av = 0,20·Q_{s zi max} = 944 m³

V_inc = 868 m³

Se calculeaza volumul de compensare orara cunoscand pentru U_i = 10000 locuitori consumul orar de apa din literatura de specialitate (tabelul 8.)

Tabelul 8.

Volumul de compensare orara:

Volumul rezervorului:

V_R = 1060 + 944 + 868 = 2862 m³

Rezulta: V_R = 3000 m³

Se vor considera doua cuve cu V_cuva = 1500 m³.

b). Determinarea dimensiunilor rezervorului

Se considera inaltimea apei in cuva H_a = 4 m.

Volumul unei cuve:

cu D_R – diametrul interior al cuvei:

c). Calculul inaltimii corespunzatoare volumului de incendiu

Calculul exact al volumului rezervorului si castelului de apa – varianta a II-a.

Cota teren rezervor: CT_R = 180 mdM

Cota radier rezervor: CR_R = 178 mdM

Inaltimea apei in rezervor: H_a = 4,00 m

Cota apa rezervor: C_a = 182 mdM

Cota castel de apa: C_CA^min = 202,50 mdM

Cota apa castel: C_CA^max = 206,00 mdM

Inaltime castel: 22,50 m

Inaltime maxima castel: 22,50 + 3,50 = 26 m

Inaltime apa in castel: 3,50 m

Rezulta inaltimea geodezica:

H_g = C_CA^max – CR_R = 206,00 –178,00 = 28,00 m

a). Inaltimea de pompare pentru statia de pompare dintre rezervor si castelul de apa

H_p = H_g + h_ra + h_rr = 28,00 + 1,00 + 0,50 = 29,50 m

Debitul pompei se alege astfel incat Q_{o max} sa fie acoperit de un numar cat mai mare de pompe.

Q_{o min} = 1,5·Q_{s zi max} = 0,015·4720 = 71 m³/h

Din catalogul de pompe pentru H_p = 29,50 m si Q_{p min} = 71 m³/h rezulta pompe Cerna 100 b, n = 3000 rot/min, cu:

Q_p = 75 m³/h

H_p = 30 m

P = 13 kW

Numarul de pompe va fi:

Se aleg 4 pompe in functiune si 2 pompe de rezerva.

Se calculeaza cat reprezinta debitul unei pompe din Q_{s zi max}:

b). Se calculeaza volumul de compensare orara pentru rezervor sui castelul de apa pentru aceeasi alimentare si consum tinand seama de pomparea dintre acestea:

Tabelul 9.

Calculul volumului de compensare

a). Pentru rezervor

b). Pentru castelul de apa

Volumul rezervorului:

,

in care: V’_cons = volumul consumatorilor pe timp de incendiu (consum cu restrictii)

V_R = 1030 + 760 + 944 = 2734 m³

Se considera V_R = 3000 m³ pot fi utilizate doua cuve circulare cu V = 1500 m³, H_a = 4 m si D_R = 22 m.

Volumul castelului de apa:

Se considera conform STAS V_CA = 300 m³

c). Determinarea dimensiunilor castelului de apa

Fig.11. Schita pentru dimensionarea castelului

Aleg b = 2,5 m, deci

deci a = 38°40’ si tga

Insa volumul castelului este:

Tabelul 9.

Fig.12. Variatia volumului de apa din castel functie de inaltime

Fig.13. Plan de situatie al ansamblului rezervor – SP – castel de apa

Aplicatia 2.

Sa se determine cota si volumul inmagazinarii pentru o alimentare cu apa pentru care se cunosc:

numarul de locuitori U_i = 11500

Q_{s zi max} = 3481 m³/zi

Q_{s o max} = 220 m³/h

V_i = 682 m³

Q_{II c} = 238 m³/h;

Regimul de constructii este P+3 nivele;

Plan de situatie

Se adopta solutia rezervor si castel de apa cu statie de pompare care pompeaza apa din rezervor in castel.

a). Determinarea cotei la castelul de apa:

Cota rezervei de incendiu:

in care:

N_ri – cota rezervei de incendiu;

H_c – inaltimea maxima a cladirilor;

h_{r int} – pierderi de sarcina in interiorul cladirilor;

- presiunea de serviciu;

Plan de situatie

h_{r CA-x} – pierderi de sarcina de la castelul de apa la punctul x;

CT_x – cota teren a punctului luat in considerare din care se scad 1,5 m, adancimea de ingropare a conductelor.

h_{r CA-x} = j·L_CA-x; j = 5÷8‰

Se considera trei puncte pe planul de situatie:

1. punctul A – cel mai inalt

C_PA = 145 mdM

L_CA-A = 185 m

2. punctul B – cel mai departat

C_PB = 130 mdM

L_CA-B = 1000 m

3. punctul C – mediu

C_PC = 135 mdM

L_CA-B = 800 m

Considerand cladirea cea mai inalta in cele trei puncte rezulta cota rezervei de incendiu in castelul de apa.

N_ri^(A) = 145 –1,5 + 12 + 4 + 3 + 0,006·185 = 163,6 mdM

N_ri^(B) = 130 –1,5 + 12 + 4 + 3 + 0,006·1000 = 153,5 mdM

N_ri^(C) = 135 –1,5 + 12 + 4 + 3 + 0,006·800 = 157,3 mdM

Se alege cota maxima: N_ri = 163,6 mdM

Cota cuvei castelului:

C_CA^min = N_ri – 4 m = 163,6 – 4 = 159,6 mdM

Inaltimea castelului:

H_T = C_CA^min – CT_CA = 159,6 – 145,0 = 14,6 m

Se alege H_T = 15 m ca multiplu de 2,5.

C_CA^min = CT_CA + 15 = 145 + 15 = 160 mdM

N_ri = C_CA^min + 4 = 160 + 4 = 164 mdM

C_CA^max = N_ri + 4 = 164 + 4 = 168 mdM

b. Determinarea volumului de inmagazinare:

1. Alegerea pompelor din statia de pompare

Se considera cota rezervei de incendiu in rezervor de 145 m.

h_{r loc} = 1 m

h_{r lin} = 0,8 m

Rezulta:

H_p = 23,0 + 1,0 + 0,8 = 24,8 m

Din graficul orar de consum se observa ca valoarea maxima este 1,5%·Q_{s zi max}. Rezulta:

Din catalogul de pompe rezulta pompa AN 180-125-315, cu:

H_p = 25 m

Q_p = 180 m­­­³/h = 50,17 l/s

n = 1450 rot/min

Se utilizeaza patru pompe in functiune si doua de rezerva.

2. Calculul volumului de compensare orara

Se calculeaza:

In tabelul 10. se observa ca se obtin:

a_{1 max} = 13,16 b_{1 max} = -8,70

a_{2 max} = 1,40 b_{2 max} = -1,12

Tabelul 10.

Volumul de compensare orara a rezervorului:

in care:

V_i = volumul pentru combaterea incendiilor (rezerva de incendiu);

Q_ii = 5 l/s T_ii = 10 min

Q_ie =20 l/s T_ie = 3 h

V_R = 1500 m³

Volumul de compensare orara al castelului de apa:

V_CA = 500 m³.

Aplicatia 3.

Sa se determine complexului de inmagazinare si cotele acestuia stiind ca:

U_i = 11175

Q_{s zi max} = 5625 m³/zi

Q_{s o max} = 325 m³/h

V_i = 900 m³

Q_ii = 5 l/s; Q_ie = 2×20 l/s, n = 1 incendiu

Regimul de constructii este P+3 nivele;

Plan de situatie scara 1:5000

A. Stabilirea cotei cuvei castelului

Se stabileste pozitia complexului de inmagazinare in punctul de cota teren CT_CA = 134 mdM.

Fig. 1 Plan de situatie

Se considera trei puncte pe planul de situatie (fig.1):

1. punctul de cota maxima din localitate cu:

CT_P1 = 145,00 mdM

L_CA-P1 = 960 m

2. punctul cel mai indepartat de punctul de injectie cu:

CT_P2 = 139,00 mdM

L_CA-P2 = 1260 m

3. punctul de cota inalta si indepartat de punctul de injectie:

CT_P3 = 141,00 mdM

L_CA-P3 = 1160 m

Presiunea la bransamentul consumatorului (fig.15.) va fi:

H_c = 4 × 3 m = 12 m

h_{r vana + apometru} = (1,0÷1,5) m

h_ri = (2,0÷3,0) m

P_s/g = 2,0 m

Rezulta: P_b/g = 1,5 + 1,0 + 12,0 + 1,5 + 2,0 + 2,0 = 20,0 m

Cota rezervei de incendiu in castelul de apa:

in care:

N_ri – cota rezervei de incendiu;

h_{r CA-x} – pierderi de sarcina de la castelul de apa la punctul x;

CT_x – cota teren a punctului luat in considerare din care se scad 1,5 m, adancimea de ingropare a conductelor.

h_{r CA-x} = j·L_CA-x; j = 3÷6‰

Punctul 1:

N_ri = 145,0 –1,5 + 20 + 0,006·960 = 169,26 mdM

Punctul 2:

N_ri = 139,0 –1,5 + 20 + 0,006·1260 = 164,82 mdM

Punctul 3:

N_ri = 141,0 –1,5 + 20 + 0,006·1600 = 166,46 mdM

Se alege cota maxima: N_ri = 169,26 mdM

Cota cuvei castelului

Cota minima a cuvei:

C_CA^min = N_ri – 4,0 m = 169,26 – 4,0 = 165,26 mdM

Inaltimea constructiei de sustinere castelului:

H_T = C_CA^min – CT_CA = 165,26 – 134,0 = 31,26 m

Se alege H_T = 32,5 m ca multiplu de 2,5.

Rezulta cele doua cote recalculate:

C_CA^min = CT_CA + 32,5 = 1340,0 + 32,5 = 166,5 mdM

N_ri = C_CA^min + 4,0 = 166,5 + 4,0 = 170,5 mdM

C_CA^max = N_ri + 4,0 = 166,5 + 10,0 = 176,5 mdM

Fig.15. Determinarea presiunii la bransamentul consumatorilor
si cotelor la castelul de apa

B. Stabilirea capacitatii complexului de inmagazinare a apei:

Fig.16. Schita pentru determinarea capacitatii
complexului de inmagazinare a apei

Pentru U_i = 11175 locuitori din literatura de specialitate se adopta un grafic de consum orar al apei. Consumul orar minim este de 1,5%·Q_{s zi max} si acest consum trebuie asigurat prin functionarea unei singure pompe.

Debitul pompei alese trebuie sa fie:

Q_p = 84,38 m³/h

Sarcina de pompare va fi:

Se considera cota rezervei de incendiu in rezervor de 134,0 m.

h_ra = (0,5÷1,0) m; se adopta h_ra = 1,0 m

h_rr = j·L_echiv

se adopta: L_echiv = 100 m

Pentru Q = 97,65 l/s si v = 1,0 m/s,

rezulta: D = 350 mm si j = 0,0038.

H_p = 42,50 + 1,0 + 0,0038·100 = 43,88 m

H_p = 43,88 m

Din catalogul de pompe rezulta pompa AN 80-65-200, cu:

H_p = 44 m

Q_p = 83,81 m­­­³/h

P_p = 25 kW

n = 2900 rot/min

Se calculeaza:

Se completeaza tabelul 11.:

Tabelul 11.

a₁ = 13,08 b₁ = -6,37

a₂ = 0,68 b₂ = -0,52

A - valori cumulate privind alimentarea cu apa a rezervorului;

C - valori cumulate privind consumul de apa;

P - valori cumulate privind consumul de apa din rezervor, respectiv valori cumulate privind alimentarea cu apa a costului.

Volumul rezervorului:

,

in care:

V_i = volumul pentru combaterea incendiilor (rezerva de incendiu);

V_i = 900 m³

Se adopta 2 rezervoare circulare cu V = 1000 m³

V_R = 2×1000 m³

Volumul castelului de apa:

Se alege un castel cu:

V_CA = 500 m³.

Timpul de stationare a apei in rezervor:

Timpul de stationare a apei in castel: