При помощи совмещенных графиков водопотребления и водоподачи (т. е. графика работы насосов, подающих воду в сеть) может быть легко определена расчетная регулирующая емкость бака водонапорной башни или напорного резервуара.Покажем это на примере графика, приведенного на рис. 11.4,0!, при ступенчатой работе насосов. Результаты вычислений сведены в табл. П.З, где значения часовых расходов даны в процентах от суточного расхода. В графах 2 и 3 приведены данные, взятые непосредственно с графика (см. рис. II.4, а). В графах 4 и 5 даны разности значений, приведенных в графах 2 и 3. Эти разности представлены на графике отрезками ординат между кривыми подачи и потребления.

Для заполнения графы 6 следует наметить час, когда бак будет пуст. Этого можно ожидать после периода подачи воды баком в течение более или менее значительного промежутка времени. В нашем случае при ступенчатой работе насосов таким периодом может быгь промежуток от 7 до 12 ч. Предположим, что к 12 ч бак башни будет пуст, т. е. в графе 6 против промежутка 11 —12 ч будет стоять 0. Далее, прибавляя или вычитая соответственно значения, приведенные в графе 4 или 5, будем для каждого часа получать количество воды, остающейся в баке к концу каждого часового промежутка. Наибольшая из цифр графы 6, получившаяся в результате подсчета, даст требуемую регулирующую емкость бака башни.

Если допущена ошибка при назначении часа, к концу которого бак будет пустым, то некоторые из цифр графы 6 получат отрицательные значения. В этом случае нет необходимости в пересчете, так как емкость бака может быть получена как сумма абсолютных значений наибольшей положительной и наибольшей отрицательной цифр в графе 6. В рассмотренном случае регулирующая емкость бака башни Wp при ступенчатой работе насосов получилась равной 2,5% суточного расхода. Если принять равномерную круглосуточную работу насосов, то ступенчатый график подачи получит вид горизонтальной прямой с постоянной ординатой QH= 100/24 = 4,17%.

Этот график дает большие отклонения от графика потребления, чем рассмотренный ступенчатый график работы насосов, а следовательно, объем и стоимость башни при равномерной работе насосов должны возрасти. Действительно, в этих условиях Wp = 6,98%.
Регулирующая емкость водонапорных башен зависит как от графика водопотребления, так и от принятого графика работы насосной станции. Регулирующая емкость бака башни может быть определена также графическим путем при помощи так называемых интегральных графиков. Ординаты интегральных графиков дают суммарное количество воды, израсходованной с начала суток до каждого данного часа.

Следует иметь в виду, что при определении регулирующей емкости бака башни был принят график работы насосов, предполагающий постоянную величину подачи воды данным насосом (или данной группой параллельно работающих насосов) в течение всего намеченного периода их работы. В действительности непрерывное изменение количества воды, забираемой из сети потребителями, и соответствующее изменение потерь напора и давлений в сети будут вызывать также непрерывное изменение подачи воды насосами. Это изменение обусловливается свойством «саморегулирования» центробежных насосов, у которых, как известно, подача и создаваемый напор связаны определенной характеристикой Q—Н. Кроме того, изменение уровня воды в баке башни будет вызывать также изменение требуемой высоты подачи воды, а следовательно, и количества воды, подаваемой насосом.

В силу сказанного действительный график подачи воды насосами будет несколько отличен от первоначально принятого при расчете. Путем последовательного приближения могут быть найдены уточненный график подачи воды насосами и уточненная величина емкости бака башни.
Практика показывает, что регулирующая емкость баков башен в городских водопроводах составляет обычно от 2,5—3 до 5—6% при неравномерной (ступенчатой) работе насосов и 8—15% и более при равномерной круглосуточной работе насосов.
Действующие нормы строительного проектирования требуют, чтобы баки водонапорных башен в поселках сверх их регулирующей емкости вмещали запас воды на тушение одного внутреннего и одного наружного (а для промышленных предприятий одного внутреннего) пожара в течение 10 мин.
Как было сказано, в некоторых случаях рельеф местности позволяет строить вместо водонапорной башни напорный резервуар, располагаемый на возвышенных отметках вблизи территории города. Емкость таких водонапорных разервуаров определяется по тем же принципам, что и емкость баков водонапорных башен. Однако, учитывая меньшую стоимость резервуара, иногда считают целесообразным хранить в них полный пожарный запас воды вместо использования для этих целей резервуара чистой воды (при насосной станции второго подъема).

При прокладке одной линии водопровода (см. СНиП П-Г. 3-62, п. 7.3) запасной резервуар должен содержать (сверх регулирующего и пожарного запасов) специальный (аварийный) запас, достаточный для снабжения водой потребителей в течение времени, необходимого на ликвидацию аварий, которые могут произойти на водоводе.

Как уже указывалось, регулирующую емкость сборных резервуаров чистой воды (располагаемых за очистными сооружениями) можно легко определить по совмещенным графикам работы насосов первого и второго подъема (см. рис. 11.6). Эта емкость будет, очевидно, выражаться площадью б или равной ей суммарной площадью а. Для случая равномерной круглосуточной работы насосов первого подъема и работы насосов второго подъема по графику на рис. ПА, а регулирующая емкость резервуара чистой воды в процентах от суточного расхода будет равна:
W»= (4,17-2,5)4% =6,7%.

Эта задача может быть решена также при помощи интегральных графиков.
Как было сказано, в резервуарах чистой воды обычно хранится также запас воды на тушение пожара, длительность которого принимается равной 3 ч (в отдельных случаях 2 ч). За это время пожарные насосы будут отбирать из резервуара полный пожарный расход (согласно нормам) Qn, м3/ч и максимальный хозяйственно-питьевой расход (Эмакс- За это время в резервуар будет поступать количество воды соответствующее графику работы насосов первого подъема.
Согласно СНиП, расход Q может приниматься в расчет в том случае, если гарантирована бесперебойная подача воды насосной станцией первого подъема.
Тогда «пожарная емкость» резервуара (при трехчасовом запасе)
будет:
Wu = 3Q„-b2QMaKC-3Qb где 2QMaKc — суммарный расход за 3 ч наибольшего водопотребления (по графику). Кроме того, резервуар чистой воды обычно содержит запас воды на промывку фильтров и другие собственные нужды очистной стандни W&. Тогда суммарная емкость резервуаров чистой воды будет:
W = Wp + Wn + 1*7ф,