طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آب و فاضلاب ساختمان

طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آب و فاضلاب ساختمان
پیش بینی وسایل بهداشتی مناسب و کافی، توزیع صحیح آب و دفع فاضلاب همواره از مسائل بسیار حائز اهمیت در معماری ساختمانها می باشند که در صورت عدم کفایت می توانند مشکلات فراوانی برای ساکنین آنها پدید آورند. در این فصل با چگونگی طراحی صحیح و محاسبات شبکه لوله کشی آب و فاضلاب ساختمان آشنا خواهیم شد.
1- سیستم آبرسانی ساختمان:
اولین قدم در راه آبرسانی ساختمانها، تامین آب سالم و بهداشتی است. آب مصرفی ساختمان ممکن است از آب لوله کشی شهر، چاه، قنات و یا رودخانه تامین شود. کنترل کیفیت آب از نظر املاح محلول، رنگ، بو و مزه و باکتریهای موجود در آن از لخاظ بهداشتی واجد اهمیت حیاتی است. این مهم درمورد آب شهر توسط سازمان ذیربط متداوماً انجام می پذیرد، ولی در صورتیکه آب مصرفی ساختمان بطور اختصاصی از منابعی نظیر چاه ، قنات و رودخانه تامین شود، باید قبلا ویژگیهای آن از نقطه نظرهای مزبور را اساس دستورالعملها و مقررات مدون مورد تدقیق و بررسی قرار گرفته نسبت به ایجاد کیفیت مطلوب اقدامات مقتضی بعمل آیند.
مشخصات آب- این مشخصات را می توان به سه دسته فیزیکی، شیمیایی و ارگانیک تقسیم نمود:
الف- مشخصات فیزیکی : ویژگیهایی از قبیل دما، رنگ، تیرگی1، بو ومزه جزو خواص فیزیکی آب آشامیدنی محسوب می شوند. تمام این خواص غیر از دما، از طریق مطالعه روی نمونه آب مورد نظر، در آزمایشگاه مورد تدقیق قرار می گیرند. تیرگی آب که مربوط به گل و لای معلق در آن است، در سیستم آمریکایی بر حسب قسمت در میلیون (ppm) 2 مواد معلق در آب که معادل میلی گرم در لیتر می باشد، بیان می گردد. مثلاً اگر میزان مواد معلق در آب برابر 10 ppm باشد، آب در لیوان به صورت غبارآلود دیده می شود. تیرگی مناسب برای آب معمولا 5 ppm است. رنگ آب نیز که از نظر مصرف کننده واجد اهمیت می باشد، پس از خارج کردن گل و لای موجود در آن ( از طریق سانتریفوژ) و در قیاس با رنگ استاندارد و مجاز اندازه گیری می شود. بو و مزه آب که مربوط به مواد آلی و یا ترکیبات شیمیایی آن است باید بطور کامل برطرف گردد تا آب قابل شرب شود.
ب- مشخصات شیمیایی – خواص شیمیایی آب مصرفی از نظر میزان سختی، درجه اسیدی (pH )، مقدار آهن و منگنز وسایر فلزات ، با تکنیکهای آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می گیرند. مقدار کل فلزات موجود در آب نباید از 1000 ppm و در بعضی موارد از 500ppm تجاوز نماید. جدول A-5 میزان حداکثر مجاز مواد شیمیایی موجود در آب را بر حسب ppm نشان می دهد.

جدول A-5 : حداکثر مجاز مواد شیمیایی موجود در آب
Ppm

0.1
Lead
0.05
Arsenic
0.2
Copper
5.0
Zinc
125
Magnesium
0.3
Iron
250
Chlorides
250
Sulfates
0.001
Phenol (in comounds)
1.0 (optimum concentration for prevention of tooth decay)
Fluorine
درجه سختی آب در سیستم آمریکایی از روی میزان کربنابت کلسیم3 موجود در آب بر حسب ppm تعیین می شود. بالا بودن میزان سختی آب باعث نزول کیفیت و میزان مقبولیت آن از نظر مصارف مختلف خواهد شد. مثلاً صابون در آبی که سختی آن زیاد باشد خوب کف نمی کند و لذا مصرف آن بیشتر می شود. در مورد وسایل و اجزاء سیستم رمایش از قبیل دیگ و رادیاتور و غیره که تشکیل رسوب روی جدار داخلی آنها باعث کاهش قدرت انتقال حرارتشان می شود، میزان کربنات کلسیم آب باید خیلی کمتر از 150 ppm باشد. از طرف دیگر ، آبی که درجه سختی آن کمتر از 30 ppm باشد برای آشامید چندان گوارا نیست، لذا در مورد آب آشامیدنی میزان سختی آب نباید از این حد تنزل کند. میزان تمرکز یون هیدروژن که بعنوان pH نامیده شده و خاصیت اسیدی آب با آن سننجیده می شود، یکی دیگر از موارد قابل بررسی است. چنانچه عدد pH آب برابر 7 باشد طبیعی است، کمتر از آن نشان دهنده خاصیت اسیدی و بیشتر از آن نشانه خاصیت قلیایی آب است. آبی که دارای خاصیت اسیدی باشد می تواند سبب خودگی لوله ها گردد. برای اندازه گیری pH آب از معرفهای شیمیایی استفاده می شود. میزان تمرکز آهن و منگنز آب وقتی بیش از 0.3 ppm باشد ممکن است رنگ لباس را تغییر دهد و اگر افزون بر 0.2 ppm باشد برای بیشتر مصارف صنعتی مناسب نیست.
ج- خواص ارگانیک- در آهای طبیعی همواره تعداد بسیار زیادی موجودات تک سلولی از قبیل انواع باکتری، پلانکتون و جلبک زندگی می کنند که برخی از آنها می توانند موجد انواع بیماریهای عفونی در انسان یا حیوان باشند. تشخیص و تعیین میزان ارگانیسم های میکروبی موجود در آب، از طریق یک سلسله آزمایشات دقیق باکتریولوژیکی و بیولوژیکی روی نمونه های استاندارد صورت می گیرد.
فشار و افت فشار آب :
برای درک بهتر مباحث بعدی لازم است توضیحی هر چند مختصر در مورد فشار و افت فشار آب داده شود:
الف – فشار استاتیک4 آب (PS) این فشار که فشار ساکن نیز نامیده می شود ناشی از وزن ستون آب می باشد و در یک سطح معین بطور یکسان به تمام جهات از جمله جدار لوله وارد می گردد:

جرم مخصوص آب
g شتاب ثقل
h ارتفاع ستون آب
این فشار را می توان بر حسب ارتفاع ستون آب بیان داشت:

ب – فشار سرعتی5 آب (PV) – میزان این فشار در هر مقطعی از جریان بستگی به سرعت جریان آب دارد:

که در آن V سرعت متوسط جریان آب که اگر آنرا بر حسب ارتفاع نظیر فشار بیان کنیم خواهیم داشت:

ج – فشار کل6 آب (Pt)- فشار کل در هر نقطه از مسیر جریان آب برابر است با مجموع فشارهای استاتیک و سرعتی : و اگر آنرا بر حسب ارتفاع نظیر فشار بنویسیم خواهیم داشت:
برای اندازه گیری فشار آب از انواع فشار سنجها از قبیل فشارسنج گیج7 ، مانومتر و پیزومتر استفاده می شود که همگی فشار نسبی آب را نشان می دهند.
د- فشانر مطلق8 (Pa) – عبارتست از فشار نسبی باضافه فشار آتمسفر: که در آن : Pg فشار نسبی یا فشاری که گیج نشان می دهد[psi] و 7/14 فشار آتمسفر [psi]
معادله برنولی9
فشاری که در هر مقطعی از جریان سیال وجود دارد مستقیما متناسب با انرژی سیال است و در مورد انرژی سیال ایده آل رابطه ای وجود دارد که به معادله برنولی موسوم است. این معادله اشعار می دارد که کل انرژی موجود در واخد جرم یک سیالی ایده آل مقداری است ثابت. سیال ایده آل سیالی را گویند که تراکم ناپذیر بوده و ویسکوزیته اش صفر باشد، البته چنین سیالی وجود خارجی ندارد ولی سیالاتی مثل آب، نفت و گازها در فشار کم تا حدی رفتارشان به سیال ایده آل نزدیک است. معادله برنولی بصورت زیر نوشته می شود (در ارتباط با شکل 1-5):

که در آن ارتفاع فشار استاتیک، ارتفاع فشار سرعتی و Z ارتفاع مقطع مورد نظر از جریان سیال نسبت به یک سطح مبنای اختیاری می باشد.
افت فشارها- افت فشار کلی مجموع دو افت فشار استاتیک و سرعتی است:
الف- افت فشار استاتیک- وقتی آب در لوله ای جریان می یابد، بدلیل اصطکاک جریان با جدار لوله و تبذیر انرژی ناشی از اصطکاک بین مولکولهای آب که بستگی به ویسکوزیته آن دراد، فشار متداوماً در طول لوله کاهش می یابد. هر چه جدار لوله زبرتر باشد میزان این افت فشار که به افت فشار استاتیک موسوم است بیشتر خواهد بود. رابطه این افت فشار با سرعت جریان، طول لوله، قطر لوله و زبری سطح داخلی لوله، توسط فرمول زیر بیان می شود:
.
که در آن :
افت فشار بر حسب فوت آب h :
ضریب اصطکاک بین سیال و لوله f:
طول لوله بر حسب فوت l:
قطر لوله بر حسب فوت d:
سرعت متوسط جریان بر حسب فوت بر ثانیه V:
شتاب ثقل بر حسب فوت بر مجذور ثانیه g:
ب – افت فشار سرعتی- این افت فشار تابع سرعت جریان است و هر قدر عواملی که موجب تغییر سرعت سیال می شوند بیشتر باشند، مقدار افت فشار سرعتی افزونتر می شود. عوامل مزبور یکی تغییر جهت جریان و در نتیجه بوجود آمدن حالت آشفتگی در مسیر جریان می باشد که موجب افت سرعت می گردد، مثل تغییر جهت جریان آب در زانویی ها و زانو سه راهه ها و دیگر تغییر مقطع لوله و وجود شیرها و موانع در مسیر جریان آب. مقدار افت فشار سرعتی از رابطه زیر بدست می آید:

که در آن K ضریبی است که بستگی به نوع وصاله دارد. بطوریکه ذکر شد، افت فشار کلی (hlt) برابر با حاصلجمع افت فشارهای استاتیک و سرعتی است:.

خط گرادیان هیدرولیکی10:
این خط که چگونگی افت فشار آب را در طول مسیر جریان بطور عینی نشان می دهد عبارتست از مکان هندسی در طول مسیر جریان که آب تا آن نقطه در داخل لوله پیزومتر بالا می آید. این خط بطوریکه در شکل 2-5 ملاحظه می شود، دارای شیبی در جهت جریان آب می باشد. شیب این خط معلول اختلاف فشاری است که در اثر افت فشار در مسیر جریان در لوله ایجاد می شود. از نقطه A تا B افت فشار آب ناشی از اصطکاک که آن با جدار لوله است (افت فشار استاتیک). از B تا C که در اثر عبور آب از شیر افت فشار سرعتی ایجاد می شود، شیب خط گرادیان هیدرولیکی ناگهان تند گردیده از C تا D مجدداً تنها افت فشار استاتیک وجود دارد، لذا شیب خط کمتر می شود. از D تا E که مقطع لوله ناگهان کوچک می شود بدلیل افت فشار سرعتی، شیب خط گرادیان هیدرولیکی بشدت زیاد می گردد. به این ترتیب علت کاهش فشار و یا قطع جریان آب در طبقات بالای ساختمان را هنگامی که مصرف طبقات پایین افزایش می یابد، بهتر درک خواهیم نمود. بعنوان مثال ساختمان نشان داده شده در شکل 3-5 را در نظر می گیریم. اگر مصرف آب در طبقه اول زیاد شود، مثلاً همه شیرها را باز کنیم، بعلت افزایش دبی آب شیب خط گرادیان هیدرولیکی (یعنی افت فشار) زیاد شده نتیجتا فشار آب در شرهای طبقه دوم کمتر از حالت مصرف معمولی خواهد بود. با بازکردن شیر باغبانی G در طبقه همکف، بعلت ازدیاد دبی در لوله A-B و در نتیجه افزونی افت فشار، حط گرادیان هیدرولیکی ab شیب زیادی پیدا می نماید و سطح آب منبع T روی سقف پایین آمده به نقطه C می رسد. چناچنه مقدار دبی شیر باغبانی باز هم زیاد شود ، ازدیاد تدبی در لوله A-B موجب تندتر شدن هرچه بیشتر شیب خط گرادیان هیدرولیکی ab شده این خط را بوجود می آورد که سطح آب در لوله B-C از ارتفاع شیر V2 نیز پائین تر آمده جریان آب در کلیه دستگاهای مصرف طبقه دوم بکلی قطع گردد.
شکل 2-5 : خط گرادیان هیدرولیکی

شکل 3-5 : اثر ازدیاد مصرف آب در طبقه همکف بر روی فشار آب در طبقات بالاتر ساختمان
تامین فشار آب ساختمان:
فشار آب ساختمان باید به اندازه ای باشد که آب را به بالاترین واحد بهداشتی ساختمان رسانده فشار لازم و مجاز (که بعداً توضیح داده خواهد شد) را برای آن تامین نماید. فشار آب ساختمان ممکن است توسط فشار آب شهر، مخزن ثقلی (در ارتفاع) و یا مخزن تحت فشار تامین گردد:
1- سیستم توزیع آب در ساختمان با فشار آب شهر:
در صورتیکه ساختمان از آب لوله کشی شهر استفاده نماید کافی است لوله اصلی ورودی به ساختمان را به لوله آب شهر در خیابان مجاور وصل کنیم. فشار آب اغلب شهرها معمولاً بین 30 تا 80 پاوند براینچ مربع (psi) می باشد. در صورتیکه فشار مجاز آب شهر برای رساندن آب به طبقات بالای ساختمان و تامین فشار مجاز آب در وسایل بهداشتی این طبقات کافی نباشد، باید از مخزن ثقلی یا مخزن تحت فشار که متعاقباً در موردشان توضیح خواهد شد برای تامین فشار لازم کمک گرفته شود. مهندس طراح سیستم آبرسانی ساختمان باید قبلا از فشار آب در خیابان مجاور ساختمان اطلاع حاصل نماید تا بر مبنای آن بتواند برآورد کند که آیا فشار آب شهر در این محل برای رساندن آب به بالاترین طبقه ساختمان کافی است یا خیر. فشار مورد نیاز عبارتست از :

که در آن:
فشار لازم برای ساختمان [psi] H:
ارتفاع بالاترین وسیله بهداشتی متصله به h1
سیستم لوله کشی ساختمان [ft]
میزان افت فشار آب در لوله از محل اتصال به لوله آب شهر تا بالاترین وسیله بهداشتی، که با احتساب ضریب اطمینان معمولا برابر 25psi در نظر گرفته می شود. h2
فشار آب لازم برای وسیله بهداشتی مورد نظر که بستگی به نوع آن دارد و طبق مقررات حداقل برابر 8psi در نظر گرفته می شود. فشار آب مورد نیاز برای وسایل بهداشتی مختلف در جدول 1-5 (آخر فصل پنجم) ارائه شده است.
شکل 4-5 چگونگی توزیع آب با استفاده از فشار آب شهر را در یک ساختمان دو طبقه نشان می دهد.
شکل 4-5 : توزیع آب در ساختمانی که از آب لوله کشی شهر استفاده می کند.
سیستم توزیع آب در ساختمان با استفاده از مخزن ثقلی11:
این سیستم در مواقعی بکار می رود که آب ساختمان بطور اختصاصی از منابعی نظیر چاه، قنات، و غیره تامین گردد و یا فشار آب شهر برای رساندن آب به طبقات بالای ساختمان کافی نباشد. مخزن ثقلی روی برج و یا پشت بام ساختمان و حداقل 6 فوت بالاتر از بالاترین وسیله بهداشتی مصرف کننده نصب می شود.
آب توسط فشار آب شهر و یا پمپ به مخزن ارسال شده از آنجا در ساختمان توزیع می گردد. حجم مخزن ثقلی بر حسب احتیاج روزانه ویا مدت مورد نظر، برای یک ساختمان ، مجتمع مسکونی و یا شهرک برآورده می شود. مقدار مصرف روزانه بر حسب جمعیت ساختمان با استفاده از جدول 2-5 (آخر فصل پنجم) محاسبه می گردد. در ساختمانهای بیش از پنج طبقه که از این سیستم استفاده می کنند، باید در طبقات پایین تر شیرهای فشار شکن تعبیه نمود تا فشار آب را در وسایل بهداشتی این طبقات کاهش داده مانع از بروز سروصدا در آنهاو آسیت دیدن لوله ها در اثر فشار زیاد گردند. همچنین می توان ترتیبی داد که طبقات پایین تر با فشار آب شهر و طبقات بالاتر با فشار آب مخزن تغذیه شوند. اگر قرار است این مخازن روی پشت بام نصب شوند باید سقف طبقه آخر قدرت تحمل وزن آنها را داشته باشد. شکل 5-5 چگونگی توزیع آب در ساختمان را با استفاده از مخزن ثقلی نشان می دهد.

شکل 5-5 : توزیع آب در ساختمان با استفاده از مخزن ثقلی

3- سیستم توزیع آب در ساختمان با استفاده از مخزن تحت فشار:
مخزن تحت فشار یک مخزن بسته هوابندی شده است که حدود دوسوم یا سه چهارم حجم آن از آب و بقیه از هوا پرشده است. موارد استفاده این مخزن مشابه مخزن ثقلی است، با این تفاوت که چون فشار آب در این مخازن توسط بالشتک هوا ایجاد می شود می توان آنرا در هر جای ساختمان حتی در زیرزمین یا موتورخانه تاسیسات نصب نمود. در این سیستم، هوا توسط کمپرسور و آب بوسیله پمپ یا فشار آب شهر بداخل مخزن ارسال می شوند. فشار مخزن توسط یک کنترل کننده فشار همیشه ثابت نگهداشته می شود. هرگاه سطح آب مخزن در اثر مصرف به پایین ترین حد تعیین شده برسد، فشار هوای درون مخزن نیزی به حداقل پیش بینی شده خواهد رسید و در این زمان پمپ و یا شیر موتوری با فرمانی که از کنترل کننده فشار دریافت می کنند بطور خودکار وارد عمل شده آب را به مخزن می فرستند. سطح آب در مخزن رفته رفته بال می آید تا به حداکثر تعیین شده (حدود دو سوم حجم مخزن) برسد. در این هنگام هوا نیز به حداکثر فشار پیش بینی شده رسیده پمپ خاموش و یا شیر موتوری بسته می شود. اگر فشار مخزن از حد مجاز فراتر رود، فشار اضافی توسط یک شیر رها کننده فشار تخلیه می گردد. یک شیر خلاء گیر نیز از پیدایش خلاء در داخل و ضایعات ناشی از آن از جمله ایجاد فشار معکوس، جلوگیری می کند. تغییرات مجاز بین حداقل و حداکثر فشار مخزن در جدول B-5 نشان داده شده اند.
هرچه حجم مخزن کوچکتر باشد طبعاً ارزانتر خواهد بود ولی تعداد دفعات خاموشی و روشن شدن پمپ زیادتر می شود که نتیجه آن گرم شدن موتور و کاسته شدن عمر آن و بالاخره افزایش مصرف برق می باشد، لذا باید حجم مخزن را طوری انتخاب نمود که تعداد دفعات خاموش و روشن پمپ بیش از یک مرتبه در هر 15 یا 30 دقیقه نباشد. ظرفیت این مخازن که بهمان ترتیب مخازن ثقلی محاسبه می شود نباید از 30 گالن برای ساختمانهای کوچک و 70 گالن برای ساختمانهای بزرگ کمتر باشد. ظرفیت این مخزن بستگی دارد به تعداد ساکنین ساختمان و مدت زمان مورد نظر برای مصرف که درآن مدت آبی وارد مخزن نشود. اگر اطلاعات کافی برای محاسبه ظرفیت مخزن در اختیار نداشته باشیم می توانیم برای هر 1000 فوت مربع سطح زیربنای ساختمان حدود 300 گالن در نظر بگیریم و این کافی است که مصرفی 12 ساعت ساختمان را بدون آنکه آبی وارد مخزن شود تامین نماید. مخازن تحت فشار در دو نوع قائم و افقی ساخته می شوند. شکل 6-5 یک مخزن تحت فشار افقی را با تجهیزات آن نشان می دهد. اندازه های استاندارد مخازن تحت فشار قائم و افقی نیز در جداول c-5 و D-5 ارائه شده اند.

جدول B-5 : حداکثر و حداقل مجاز فشار در مخزن تحت فشار

شکل 6-5 : مخزن تحت فشار افقی و تجهیزات آن

جدول C-5: اندازه های استاندارد مخرن تحت فشار قائم

جدول D-5: اندازه های استاندارد مخزن تحت فشار افقی
طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آبسرد و آبگرم:
دبی آب سرد مصرفی: یکی از مهمترین اقلام مورد نیاز برای تعیین قطر لوله های سیستم آبرسانی، دبی احتمالی آب در لوله ها می باشد. دبی آب جریانی در لوله ها ، اعم از رایزرها و شاخه های اصلی و غیره، بندرت با حاصلجمع دبی های آب وسایل بهداشتی مصرف کننده برابر خواهد بود. در واقع احتمال اینکه وسایل مصرف کننده آب همگی در یک زمان مورد استفده قرار گیرند آنقدر بعدی است که طراحی سیستم لوله کشی بر مبنای حاصل جمع دبی های وسایل بهداشتی مصرف کننده عاقلانه به نظر نمی رسد. مقدار واقعی مصرف آب در ساختمان را نمی توان دقیقاً و بر مبنای یک استاندارد مشخص تعیین نمود. در این راه دو مسئله اساسی باید مورد توجه قرار گیرند:
1-
دبی آب رضایتبخش برای یک وسیله بهداشتی معین.
2- تعداد وسایل مصرف کننده ای که احتمالا بطور همزمان مورد استفاده قرار می گیرند.
حداقل آب مورد نیاز انسان که تا حدود زیادی بستگی به برنامه زندگی، احتیاجات حرفه ای، تعداد اعضای خانواده، احتیاجات باغ یا باغچه و نظایر آن دارد، معمولا بین 30 تا 80 گالن در روز برای هر نفر است. تجربه نشان داده است که بزرگی یا کوچکی شهر و موقعیت جغرافیایی و سطح تمدن ساکنین آن نیز در میزان مصرف آب تاثیر دارند.
واحد مصرف12(F.U.) :
برآورد میزان مصرف آب وسایل بهداشتی مختلف اغلب برحسب واحد مصرف صورت می گیرد. یک واحد مصرف عبارتست از 7.5 گالن بر دقیقه و این میزان یک شیر ساده (مثلاً شیر دستشویی) است. جدول 3-5 (آخر فصل پنجم) میزان مصرف آب وسایل بهداشتی مختلف را بر حسب واحد مصرف نشان می دهد.
میزان مصرف واقعی:
همانطور که ذکر شد، استفاده همزمان از تمام وسایل بهداشتی موجود در ساختمان آنقدر نامحتمل است که طراحی سیستم لوله کشی و تعیین قطر لوله ها بر مبنای حاصل جمع واحدهای مصرف وسایل بهداشتی مستخرجه از جدول 3-5 ، بسیار نامعقول است. میزان مصرف در مدت کوتاهی از شبانه روز حداکثر بوده و در ساعات دیگر حداقل و یا حتی صفر است. بمنظور دست یافتن به میزان واقعی مصرف آب در یک ساختمان که مبنای محاسبات سیستم لوله کشی قرار خواهد گرفت، باید واحدهای مصرف مستخرجه از جدول 3-5 را در ضریبی بنام ضریب تقاضا ضرب نمود. نمودارهای 1-5 و 2-5 (آخر فصل پنجم) میزان واقعی مصرف آب را بر حسب گالن بر دقیقه (GPM) برای واحدهای مصرف مختلف با در نظر گرفتن ضریب تقاضا اراوه می دهند. هنگام استفاده از این منحنی ها باید توجه داشت که منحنی هایی که با شماره 1 مشخص شده اند برای ساختمانهایی که مستراح آنها دارای شیر فشاری13 و منحنی هاییی که با شماره 2 مشخص شده اند برای ساختمانهایی که مستراح آنها دارای مخرن فشاری14 می باشد، بکار خواهند رفت. برای تعیین میزان واقعی مصرف در هر بخش از سیستم، کافی است مجموع واخدهای مصرف وسایل بهداشتی آن بخش را از جدول 3-5 تعیین نموده به نمودارهای 1-5 و 2-5 مراجعه نماییم. توضیخ این مطلب ضروری است که نمودارهای مذکور فقط در ارتباط با وسایل سایر مصارف آب از قبیل مصرف وسایل حرارت مرکزی و تهویه مطبوع و غیره باید جداگاه برآورد شده به میزان مصرف واقعی ساختمان اضافه گردند.
حداقل تسهیلات بهداشتی ساختمان-
پیش بینی حداقل تسهیلات بهداشتی در ساختمان که مستقیما با آسایش و بهداشت ساکنین آن ارتباط خاهد داشت، از اهم مسائلی است که باید مورد مهندسین طراح تاسیسات و ساختمان قرا گیرد. جدول 4-5 (آخر فصل پنجم) تعداد و نوع وسایل بهداشتی مورد لزوم برای ساختمانهای مختلف را بر مبنای استانداردهای ملی آمریکا ارائه می دهد.
افت فشار د رسیستم لوله کشی ساختمان:
در مورد انواع فشار و افت فشار قبلا توضیحات کافی داده شد، حلا ببینیم افت فشار در سیستم لوله کشی آب مصرف مرکب از چه قسمتهایی است :
1- افت فشار در لوله ها-
که بخش مهمی از افت فشار در سیستم لوله کشی را تشکیل می دهد و میزان آن بر حسب نوع لوله های مصرفی و چگونگی سطح داخلی آنها متفاوت است:
الف- لوله های صاف15: که درسطح داخلی آنها هیچ زبری محسوسی وجود ندارد. لوله های مسی ، برنجی و سربی معمولا جزو لوله های صاف طبقه بندی می شوند.
ب- لوله های نیمه خشن16: تمام لوه های معمولی از قبیل لوله های جدنی ، آهنی، فولادی و گالوانیزه پس از اندکی کار جزو لوله های نیمه خشن محسوب می شوند.
ج- لوله های خش17: لوله بطو متوسط پس از ده تا پانزده سال از زمان نصب، بعنوان لوله های خشن شناخته می شوند.
برای تعیین افت فشار در لوله ها، با توجه به نوع آنها، نمودارهایی در آخر فصل پنجم ارائه گردیده اند. نمودار 3-5 برای لوله های مسی، نمودار 4-5 برای لوله های نیمه خشن و نمودار 5-5 برای لوله های خشن مورد استفاده قرار می گیرند. این نمودارها بر مبنای رابطه ای که بین افت فشار با دبی و سرعت جریان و قطر لوله وجود دارد رسم گردیده اند. با دردست داشتن دو عامل از چهار عامل فوق می توان دوتای دیگر را از روی نمودار بدست آورد.
مثال 1 : در یک لوه نیمه خشن بقطر مقدار 100 gpm آب جریان دارد. مطلوبست افت فشار اصطکاکی در لوله در صورتیکه طول آن 200 فوت باشد.
حل : چون لوله نیمه خشن است ، از نمودار 4-5 استفاده می کنیم. ابتدا بر روی محور عمودی دبی 100 gpm را مشخص نموده نقطه تقاطع آنرا با مورب قطر بدست می آوریم . حال از این نقطه بطور عمودی پایین می آییم تا محور افقی نمودار را قطع کنیم. اکنون می توانیم نرخ افت فشار را روی این محور بخوانیم که برابر است با 4.5 پاوند بر اینچ مربع در صد فوت طول لوله، بنابراین افت فشار در 200 فوت طول لوله عبارتست از
2- افت فشار در وصاله ها و شیرها:
برای تسهیل محاسبه افت فشار در زانویی ها ، سه راهه ها و شیر ها، بجای استفاده از فرمول هیدرولیکی ، طول لوله ای به همان قطر را که اگر بجای این وصاله ها و شیرها قرا گیرد بهمان میزان افت فشار ایجاد می کند، تعیین می نماییم. این مهم با استفاده از جدول 5-5 (آهر فصل پنجم) صورت می گیرد که در آن طول لوله معادل انواع زانویی ها ، سه راهه ها و شیرها بر حسب فوت ارائه گردیده است. در عمل می توان بابت افت فشار در وصاله ها با اطمینان کافی حدود %50 به طول مسیر لوله کشی اضافه نمود و طول معادل شیرهای سیستم را نیز که تعدادشان انگشت شمار است از جدول 5-5 اشتخراج کرده با آن جمع نمود.
3- افت فشار در کنتور آب18:
کنتور وسیله ای است که میزان آب مصرفی ساختمان را نشان می دهد. این دستگاه که در ابتدای لوله ورودی به ساختمان نصب می گردد خود افت فشار قابل ملاحظه ای در جریان آب ایجاد می کند. با معلوم بودن کل دبی آب مورد احتیاج ساختمان و قطر کنتور، می توان با استفاده از نمودار 6-5 (آخر فصل پنجم) افت فشار در کنتور را بر حسب پاوند بر اینچ مربع (psi) بدست آورد. قطر کنتور با توجه به قطر لوله اصلی ورودی به ساختمان تعیین می گردد. جدول 6-5 (آخر فصل پنجم) قطر تخمینی لوله اصلی ورودی به ساختمان را نسبت به نوع آن ارائه می دهد.
4- افت فشار در سایر وسایل :
میزان افت فشار در سایر وسایل ی که ممکن است در سیستم لوله کشی وجود داشته باشند از قبیل دستگاه تصفیه، آبگرمکن و غیره معمولا در کاتالوگ آنها داده می شود.
مراحل طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آبسرد مصرفی :
1- ترسیم کروکی سیستم لوله کشی، لوله اصلی، رایزرها و شاخه ها و نشاندادن لوازم بهداشتی مورد استفاده بر بروی نقشه ساختمان (پلان).
2- تعیین واخدهای مصرف(F.U.) هر یک از وسایل بهداشتی متصله به سیستم لوله کشی، از جدول 3-5.
3- تعیین میزان واقعی تقاضای آب بر حسب گالن، با مشخص بودن واحدهای مصرف و مراجعه به نمودارهای 1-5 یا 2-5.
4- مشخص نمودن مرتفع ترین ، دورترین و پرفشارترین وسیله بهداشتی موجود در سیستم و تعیین طول لوله کشی از محل اتصال به لوله اصلی آب خیابان تا آن وسیله بهداشتی با احتساب طول معادل وصاله ها و شیرهای این مسیر. بطوریکه قبلا ذکر شد، بابت افت فشار درکلیه وصاله های مسیر می توان %50 به طول مسیر لوله کشی اضافه نمود.
تعیین حداقل فشار آب در لوله اصلی خیابان و همچنین فشارلازم برای بالاترین وسیله بهداشتی مذکور در بند 4 از جدول 1-5.
6-محاسبه نرخ تقربی افت فشار در سیستم با استفاده از فرمول زیر:

که درآن :
متوسط نرخ افت فشار درسیستم لوله کشی P:
برحسب Psi بر 100 فوت طول معادل لوله فشار در لوله اصلی خیابان [Psi] Ps:
حداقل فشار مورد نیاز دربالاترین و دورترین Pm:
وسیله بهداشتی [Psi] از جدول 1-5
افت فشار درکنتور آب [Psi] از نمودار 6-5 Pm:
ارتفاع بالاترین وسیله بهداشتی از لوله اصلی خیابان [ft] h:
طول کل مسیر لوله کشی مذکور دربند 4 [ft] L:
درصورتیکه سیستم بجای فشار آب شهر از مخزن ثقلی استفاده می کند، باید ارتفاع آب درون مخزن را در مضرب 4.434 ضرب نموده در فرمول مذکور بجای فشار در لوله اصلی خیابان (PS) قرار دارد و عبارت 0.434h رادراین فرمول بجای کسر کردن باید جمع نمود. در اینحالت h عبارت خواهد بود از فاصله عمودی بالاترین وسیله بهداشتی از کف مخزن.
7-تعیین قطر لوله اصلی با معلوم بودن نرخ افت فشار (p) و میزان واقعی دبی کل ساختمان مذکور در بند 3 و مراجعه به نمودار 4-5 (بدلیل اینکه در ساختمانهای معمولی محاسبات برای لوله های نیمه خشن انجام می گیرد. در غیر این صورت باید به سایر نمودارهای جریان با توجه به نوع لوله مورد نظر مراجعه نمود).
8-تعیین قطر لوله های فرعی با معلوم بودن نرخ افت فشار (P) و دبی واقعی آب درهر قسمت از سیستم و مراجعه به نمودار 4-5. مراحل 7 و 8 باید با توجه به محدوده مجاز سرعت جریان آب از نظر تولید صدا که بین 2 تا 6 فوت برثانیه است انجام گیرند. جدول 7-5 (آخر فصل پنجم) حداقل قطر لوله های آبسرد یا آبگرم اتصالی به وسایل بهداشتی مختلف را ارائه می دهد.
مثال 2: درمورد سیستم لوله کشی یک ساختمان اطلاعات زیر در دست است:
الف. حداقل فشار آب در لوله اصلی خیابان 55 [ psig]
ب. فاصله عمودی بالاترین وسیله بهداشتی ساختمان که یک آبریزگاه با شیر فشاری است تا لوله اصلی خیابان 50 [ ft]
ج. طول مسیر لوله کشی (بدون احتساب طول معادل وصاله ها) از لوله اصلی خیابان تا بالاترین وسیله بهداشتی 100 [ft]
د. میزان کل آب مصرفی ساختمان 50 [F.U.]
مستراحهای ساختمان دارای شیر فشاری می باشند. پیدا کنید قطر لوله اصلی آب ساختمان را .
حل: با دردست داشتن میزان کل آب مصرفی ساختمان و مراجعه به نمودار 2-5، مقدار واقعی تقاضا را برحسب گالن بردقیقه تعیین می کنیم:
51 [ gpm] = میزان واقعی تقاضا
درجدول 1-5 حداقل فشار مورد نیاز برای آبریزگاه برابر با 15 [psig] تعیین شده است.
درشروع محاسبات چون از قطره لوله اصلی ساختمان اطلاع نداریم، قطر کشور نیز برای ما ناشناخته است، لذا ابتدا بطور آزمایشی کنتوری با قطر 1 1/2 در نظر گرفته محاسبات را انجام می دهیم و سپس نتیجه بدست آمده را بترتیبی که متعاقباً ذکر می شود کنترل خواهیم نمود. برای کنتوری با قطر درنظر گرفت محاسبات را انجام میدهیم و سپس نتیجه بدست آمده را بترتیبی که متعاقباً ذکر می شود کنترل خواهیم نمود. برای کنتوری با قطر و دبی آب 51[gpm]، افت فشار از نمودار 6-5 برابر بدست می آید. بنابراین باقیمانده فشار آب شهر که باید بمصرف مقابله با افت فشار در لوله ها و وصاله ها برسد برابر خواهد بود با :
50+6.5)=12[psi]*55-(0.434
اکنون باید طول کل مسیر لوله کشی تا بالاترین وسیله بهداشتی (آبریز) را با احتساب %50 اضافی بابت طول معادل وصاله ها تعیین کنیم:
100=150 [ft]*L=1.5
حال می توان نرخ افت فشار را برای سیستم تعین نمود:
حداکثر مجاز نرخ افت فشار
چون سطح داخلی لوله ها پس از مدتی بصورت نیمه خشن درمی آید، محاسبات باید برای لوله های نیمه خشن صورت گیرد، لذا به نمودار 4-5 مراجعه می کنیم. بادبی 51[gpm] اگر قطر لوله اصلی را برابر (یعنی همان قطری که برای کنتور فرض کرده ایم) درنظر بگیریم، نرخ افت فشار را از مقدار مجاز 8[psi/100 ft] و سرعت / از محدوده مجاز2 تا 6 فوت بر ثانیه تجاوز می کنند. پس ناچاریم قطر لوله اصلی را در نظر بگیریم و محاسبات را از اول تکرار کنیم.
بررسی شرایط جدید:
اکنون که محاسبات قطر لوله اصلی را برابر نشان می دهند، باید ازکنتور استفاده نماییم. افت فشار در داخل کنتور با قطر و دبی 51 [gpm] از نمودار 6-5 برابر 2.7 psi بدست می آید.
بنابراین باقیمانده فشار آب شهر که باید صرف مقابله با افت فشار در لوله ها ووصاله ها شود برابر است با :
50+15+2.7)=15.6[psi]*55- (0.434
لذا حداکثر مجاز نرخ افت فشار در لوله ها و وصاله ها عبارت خواهد بود از :
حداکثر مجاز نرخ افت فشار
اکنون بار دیگر به نمودار 4-5 مراجعه می کنیم. با نرخ افت فشار 10.4 [psi/100 ft] و دبی 51 [gpm] و محدوده مجاز سرعت، بازهم قطر لوله اصلی بدست می آید. بنابراین قطر قطعی لوله اصلی ورودی به ساختمان خواهد بود.
توجه : چنانچه درمحاسبات ابتدایی نرخ افت فشار با دبی 51 [gpm] و قطر لوله اصلی کمتر از حد محاز 8[psi/100 ft] بدست می آمد، باید قطر لوله اصلی را یک نمره کوچکتر یعنی درنظر می گرفتیم و محاسبات را با شرایط جدید تکرار می کردیم تا به قطر مطلوب دست یابیم.
تخمین قطر لوله های یک ساختمان:
تعیین اندازه لوله ها برای یک ساختمان کوچک مانند منزل مسکونی که درآن یک خانواده زندگی می کند، معمولاً برپایه تجربه مهندس طراح و بدون نیاز به محاسبه صورت می گیرد. برای شاخه های کوچک منتهی به یک وسیله بهداشتی منفرد، اندازه لوله های ارادئه شده درجدول 7-5 رضایتبخش می باشند. اندازه های زیر نیز برای شاخه هایی که آب چند وسیله بهداشتی را حمل می کنند پیشنهاد می شوند:
برای لوله ای که آب تا حداکثر سه شاخه 3/8 اینچی راحمل می کند .
برای لوله ای که آب تا حداکثر سه شاخه 1/2 اینچی را حمل می کند.
برای لوله ای که آب تا حداکثر سه شاخه اینچی یا هشت شاخه 1/2 اینچی یا پانزده شاخه 3/8 اینچی را حمل می کند.
محاسبات لوله کشی آب سرد و گرم مصرفی ساختمان تواماً :
محاسبات برای سیستم لوله کشی آب گرم مصرفی بدون آبسرد عیناً مانند روشی است که قبلاً ذکر گردید. ولی درمورد شیرهای مخلوط که از دو شیر آبسرد و آبگرم و دهانه مخلوط کننده تشکیل شده اند، باید برای هر لوله حامل آبگرم و دهانه مخلوط کننده تشکیل شده اند، باید برای هر لوله حامل آبگرم یا آبسرد مقدار 0.75 واحد مصرفی F.U که در جدول 3-5 برای وسیله بهداشتی مورد نظر تعیین شده منظور گردد. برای محاسبه همزمان سیستم آبسرد و آبگرم مصرفی دو جدول ترتیب می دهیم، یکی برای پرمقاومت ترین مسیر لوله کشی آبسرد که بترتیبی که قبلاً ذکر شد به مرتفع ترین، دورترین و پرفشارترین وسیله بهداشتی منتهی می گردد و یک جدول هم برای پرمقاومت ترین مسیر لوله کشی آبگرم که از مرتفع ترین، دورترین و پرفشارترین وسیله بهداشتی که دارای شیر آبگرم یا شیر مخلوط است شروع و شامل مخزن آبگرم مصرفی گردیده به لوله اصلی آب ساختمان می رسد.
محاسبات سیستم لوله کشی برگشت آبگرم مصرفی :
چنانچه واحد های بهداشتی برای مدتی مصرف آبگرم نداشته باشند، آبگرم درون لوله ها به تدریج حرارت خود را از دست می دهد و دراین صورت پس از باز کردن شیر آبگرم مدتی طول می کشد تا آب با دمای دلخواه از آن خارج شود. جهت احتراز از این وضع باید ترتیبی داد که آبگرم در داخل لوله ها راکد نمانده بلکه متداوماً بین منبع آبگرم و واحدهای بهداشتی گردش کند. این امر با پیش بینی یک سیستم لوله کشی برگشت آبگرم از واحدهای بهداشتی به منبع و تعبیه یک پمپ سیر کولاتور دراین مسیر متحقق می شود. طبق پیشنهاد انجمن مهندسین تاسیسات آمریکا19درسیستمهایی که طول مسیر لوله کشی آبگرم ازمنبع تا محل مصرف حداکثر برابر 100 فوت تجاوز نماید بایدسیستم برگشت آبگرم درنظر گرفته شود. این سیستم بطوریکه ذکر شد شامل یک پمپ سیرکولاتور می شود که توسط یک ترموستات مستغرق که درمسیر برگشت نصب شده کنترل می گردد. این ترموستات برمنبای دامنه تغییرات دمای 20 F پمپ راخاموش یا روشن می کند. البته در ساختمانهایی که آهنگ مصرف آبگرم آنها یکنواخت است باید پمپ دائماً روشن باشد و از این رو نیاز به تعبیه ترموستات نیست. از آنجائیکه آبگرم به دلیل دارا بودن اکسیژن زیاد و دمای بالا، خاصیت زنگ زنی دارد، پمپ سیرکولاتور باید از جنس برنز یا سایر مواد مقاوم در مقابل زنگ زدگی ساخته شده باشد.
انتخاب پمپ سیرکولاتور آبگرم مصرفی – جهت گزینش پمپ سیرکولاتور آبگرم مصرفی روش ساده ای توسط انجمن مهندسین تاسیسات آمریکا ارائه شده است. دراین روش برای هر 20 F.U. مصرف آبگرم سیستم مقدار 1gpm ، برای هر رایزر بقطر 0.75 یا 1 اینچ مقدار 0.5 gpm برای هر رایزر بقطر 2 اینچ یا بیشتر مقدار 2gpm دبی برای پمپ درنظر گرفته می شود.
تعیین قطر لوله های برگشت آبگرم مصرفی – بطور کلی تعبیه لوله برگشت آبگرم مصرفی برای آن دسته از وسایل بهداشتی ضرورت داد که بخواهیم بلافاصله پس از بازکردن شیر، آبگرم با دمای دلخواه از آنها خارج شود. عموماً درتاسیسات کوچکتر قطر لوله های برگشت را می توان 0.5 یا 0.75 اینچ درنظر گرفت. برای تاسیسات بزرگتر قطر لوله های برگشت برمبنای میزان تلفات حرارتی از لوله های آبگرم و بترتیب زیر تعیین می شود:
1.تعیین طول کل تمامی سیستم لوله کشی رفت و برگشت آبگرم مصرفی
2.ضرب کردن طول کل بدست آمده در مرحله 1 در عدد 30 [Btu/hr.ft] جهت دستیابی به میزان تقریبی تلفات حرارتی از لوله هایی که عایق پیچی شده اند. برای لوله های لخت باید طول مذکور را در عدد 60 [Btu/hr.ft] ضرب نمود.
3.تقسیم تلفات حرارتی بدست آمده درمرحله 2 برعدد 10000 جهت دستیابی به دبی پمپ سیرکولاتور آبگرم مصرفی، عدد 10000 به ترتیب زیر بدست آمده است:
]=10000 افت دمای مجاز آبگرم لوله ها 20[F*60[min/hr] *8.33[1b/gal]
4.انتخاب یک پمپ سیرکولاتور مناسب برای گردش دادن دبی آبگرم محاسبه شده در مرحله 3 و تعیین هد این پمپ با استفاده از منحنی مشخصه پمپ. البته گزینش پمپ دراین مرحله یعنی تنها با معلوم بودن دبی آن، به کمی تجربه نیاز دارد، زیرا همانطور که درفصول گذشته ذکر گردید، برای انتخاب یک پمپ به دو مشخصه یعنی دبی و هد پمپ احتیاج است. حال که فقط دبی پمپ را دراختیار داریم باید با استفاده از منحنی مشخصه، پمپی را برگزینیم که هد آن اندازه معقولی داشته باشد بطوریکه قطر لوله ها که برمبنای هد پمپ تعیین می شود به اندازه ای باشد که سرعت گردش آب در آنها از محدوده مجاز 2 تا 6 فوت برثانیه خارج نشود. این موضوع را می توان ضمن مرحله ششم محاسبات بررسی و کنترل نمود.
5.هد پمپ بدست آمده درمرحله 4 را درعدد 100 ضرب نموده حاصل را برطول کل مسیر برگشت (با احتساب %50 اضافه بابت طول معادل وصاله ها) تقسیم می کنیم تا افت فشار مجاز درهر 100 فوت طول لوله بدست آید. پیشنهاد می گردد که بجای طی مراحل 4 و 5 که روش ارائه شده توسط انجمن مهندسین تاسیسات آمریکاست، برمبنای آنچه درفصول گذشته ذکر گردید، نرخ افت فشاری برابر 300 میلی اینچ برفوت معادل 2.5 فوت بر 100 فوت برای مسیر برگشت درنظر گرفته و از ضرب آن درطول کل مسیر برگشت هد پمپ تعیین شود و با دردست داشتن این هد و دبی بدست آمده درمرحله 3 و مراجعه به منحنی مشخصه، پمپ مناسب اختیار گردد.
6-تعیین قطر لوله های برگشت آبگرم مصرفی براساس دبی آبگرمی که توسط لوله مورد نظر بطرف منبع حمل می شود وافت فشار مجاز بدست آمده در مرحله 5 بامراجعه به نمودار مربوطه در اینجا نیز باید توجه داشته باشیم که ازمحدوده سرعت مجاز 2 تا فوت خارج نشویم.
متعادل کردن سیستم:20
از آنجائیکه آب نیز مانند هر سیال دیگری همواره به مسیری که دارای کمترین مقاومت است متمایل می شود، باید هنگام طرح سیستم دقت نمود که افت فشار در تمامی شاخه هایی که از یک نقطه منشعب می شوند یکسان باشد، چه درغیر اینصورت سیستم دارای تعادل نخواهدبود. عدم تعادل سیستم لوله کشی آب مصرفی مشکل مبتلا به تمامی ساختمانهایی است که بی حساب لوله کشی شده اند، بطوریکه با بازکردن شیرهای طبقه اول، بعنوان مثال، فشار ودبی آب درطبقات بالاتر تضعیف می گردد. متعادل کردن سیستم به دو صورت امکان پذیر است:
1.متعادل کردن سیستم در طرح – درگزینش قطر لوله ها باید سعی نمود که افت فشار درکلیه شاخه هایی که از یک نقطه منشعب می شوند یکسان باشد و این مهم هنگام طرح و محاسبه سیستم لوله کشی باکم و زیاد کردن قطر لوله ها انجام می گیرد.
2.متعادل کردن سیستم درعمل -ضمن طرح سیستم باید در ابتدای شاخه ها و نیز پایین رایزرها شیرهای تنظیم کننده قرار داد. با تنظیم این شیرها درابتدای هر شاخه منشعب از یک نقطه می توان افت فشار در آن شاخه را کم یا زیاد نمود بطوریکه با افت فشار در سایر شاخه ها برابر شود. حتی اگر سیستم هنگام طرح نیز متعادل شده باشد، بدلیل عدم دقت دراجرا، لازم است که تعادل نهایی توسط شیرهای تنظیم کننده صورت گیرد. شیرهای تنظیم کننده مزبور ازنوع گلویی21 می باشند.
شیرهای مورد استفاده در تاسیسات آبرسانی :
الف.شیرهای مسیر-که به منظورهای مختلف درمسیر جریان نصب می شوند و درانواع زیر موجود می باشند:
1.شیر کشویی22- این شیر جریان آب را بوسیله یک دیسک که بطور عمودی درمسیر جریان حرکت می کند کنترل می نماید. این شیرها درقسمتهایی از سیستم لوله کشی بکار می روند که بخواهیم مسیر آب را کاملاً باز کرده یا ببندیم.
2-شیرگلویی-این شیر دبی آب را با تغییر اندازه مقطع جریان کنترل می کند. ساختمان داخلی آن طوری است که با چرخش فلکه شیر می توان مجرای آب را تنگ یاگشاد نمود از این طریق افت فشار جریان آب را کم یا زیاد کرد. از این شیرها برای تنظیم دبی و متعادل کردن سیستم استفاده می شود.
3-شیرزاویه ای23 – شبیه شیر گلویی است با این تفاوت که به جریان آب زاویه 90 درجه داده آب را عمود بر مسیر جریان خارج می کند. شیر تنظیم دبی رادیاتور نمونه ای از شیر زاویه ای است.
4.شیر یکطرفه24- ساختمان داخلی این شیر طوری است که تنها دریک جهت آب راعبور می دهد و درمواردیکه بخواهیم از جریان معکوس آب در لوله جلوگیری نماییم به کار می رود.
ب-شیرهای مصرف25- همان شیرهایی هستند که بطور روزمره در دستشوئی، مستراح وغیره با آنها سروکار داریم و درانواع زیر موجودند:
1.شیرهای تک واحدی26- که عمدتاً برای مصرف آبسرد و بندرت برای مصرف آبگرم مورد استفاده قرار می گیرند.
2.شیرهای مخلوط کننده27- که برای مخلوط کردن آب گرم و سرد و رساندن آن به دمای قابل استفاده برای شستشو بکار می روند. شیرهای دستشویی و حمام نمونه هایی از شیر مخلوط کننده می باشند.
بست ها و نگهدارنده ها28- به منظور ممانعت از ایجاد لرزش و تنش در لوله ها دراثر فشار آب ووزن لوله ها، باید لوله ها را توسط بست ها و نگهدارنده هایی که در فواصل مناسب نصب می شوند، درمحل خود مستقر نمود. برای رایزرها معمولاً تعبیه نگهدارنده هایی درپایین آنها و هر طبقه ای که رایزرها از آن عبور می کنند کافی است، ولی درمورد لوله های افقی فاصله بین نگهدارنده ها بستگی به قطر و جنس لوله ها دارد. این فواصل به قرار زیرند:
8 فوت برای لوله هایی با اتصال پیچی با قطر و کمتر.
12 فوت برای لوله هایی با اتصال پیچی با قطر و بیشتر.
6 فوت برای لوله های مسی با قطر و کمتر .
9 فوت برای لوله های مسی با قطر و بیشتر.
بست ها بایداز آهن نرم ساخته شوند وبگونه ای نصب گردند که اجازه انبساط به لوله ها داده عایق آنها را خراب نکنند.
انواع لوله های مورد استفاده درآبرسانی :
جدول 8-5 (آخر فصل پنجم)، انواع لوله هایی را که بطور کلی در تاسیسات ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند به همراه کاربرد آنها معرفی می کند. بدلیل اینکه سیستم لوله کشی آب سرد و گرم مصرفی سیستمی باز است، باید از لوله هایی استفاده نمود که ضد زنگ بوده آب مصرفی را به مواد سمی آلوده نکنند. از طرفی چون این لوله ها اغلب در زیرزمین یا داخل دیوار کارگذاشته می شوند، باید درمقابل خوردگی مقاوم بوده قدرت تحمل بارهای وارده را داشته باشند. از این رو درسیستم لوله کشی آب سردو گرم مصرف ساختمان عمدتاً از لوله آهنی یا فولادی گالوانیزه استفاده می شود.
ضربه قوچ29-هرگات تغییر ناگهانی درسرعت آب جریانی در لوله ایجاد شود یا مسیر جریان دفتعتاً مسدود گردد، فشار زیادی در آب ایجاد می شود که بصورت موج درامتداد لوله و خلاف جهت جریان حرکت نموده پس از برخورد به مانع باز می گردد و عمل رفت و برگشت موج فشار تا زمان استهلاک کامل آن ادامه می یابد. این فرآیند که گاهی باعث شکستن لوله ها می شود با صدای زیادی توام است. ضربه قوچ اغلب دراثر بستن ناگهانی شیر آب ایجاد می گردد، ولی گاهی دلایل دیگری دارد از قبیل:
1.وارد کردن آب به یک مخزن و یا لوله بسته پر از هوا.
2.قطع آنی جریان آب دریک پمپ سانتریفوژ و یا تغییر جهت ناگهانی دوران پمپ.
3.راه دادن بخار و آب دریک مخزن بسته .
4.بکارانداختن ناگهانی یک پمپ ضربه ای با سرعت.
5.بازکردن آنی شیر آبگرم که باعث کاهش فشار در لوله و تبخیر ناگهانی آب می شود. هرقدر دمای آب بیشتر باشد این عمل شدیدتر خواهدبود.
برای ممانعت از ایجاد ضربه قوچ باید مخازن یا لوله ها را از پایین پر نمود تا هوا امکان فرار از بالای آنها را داشته باشد. همچنین می توان از اتاقکهای هوای یا سایر انواع وسایلی که برای دفع ضربه قوچ ساخته شده اند استفاده نمود. ولی ساده ترین توصیه ای که برای جلوگیری از ایجاد ضربه قوچ درسیستم لوله کشی ساختمان می توان کرد، این است که همواره شیرها به آهستگی بسته شوند.

موضوع
طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آب
و فاضلاب ساختمان

استاد راهنما:

محقق:

سیستم آبرسانی ساختمان
مشخصات آب
مشخصات فیزیکی
مشخصات شیمیایی
حداکثر مجاز مواد شیمیایی موجود در آب(جدول)
خواص ارگانیک
فشار و افت فشار آب
فشار استاتیک آب (PS)
فشار سرعتی آب (PV)
فشار کل آب (Pt)
معادله برنولی
افت فشارها
افت فشار استاتیک
افت فشار سرعتی
خط گرادیان هیدرولیکی
خط گرادیان هیدرولیکی(شکل)
تامین فشار آب ساختمان
سیستم توزیع آب در ساختمان با فشار آب شهر
توزیع آب در ساختمانی که از آب لوله کشی شهر استفاده می کند(شکل)
توزیع آب در ساختمان با استفاده از مخزن ثقلی(شکل)
سیستم توزیع آب در ساختمان با استفاده از مخزن تحت فشار
حداکثر و حداقل مجاز فشار در مخزن تحت(جدول)
مخزن تحت فشار افقی و تجهیزات آن(شکل)
اندازه های استاندارد مخرن تحت فشار قائم(جدول)
اندازه های استاندارد مخزن تحت فشار افقی(جدول)
طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آبسرد و آبگرم
دبی آب سرد مصرفی
واحد مصرف F.U.
میزان مصرف واقعی
حداقل تسهیلات بهداشتی ساختمان
افت فشار د رسیستم لوله کشی ساختمان
افت فشار در سیستم لوله کشی آب مصرف مرکب از چه قسمتهایی است
افت فشار در لوله ها
لوله های صاف
لوله های نیمه خشن
لوله های خش
افت فشار در وصاله ها و شیرها
افت فشار در کنتور آب
افت فشار در سایر وسایل
مراحل طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آبسرد مصرفی
بررسی شرایط جدید
تخمین قطر لوله های یک ساختمان
محاسبات لوله کشی آب سرد و گرم مصرفی ساختمان
محاسبات سیستم لوله کشی برگشت آبگرم مصرفی
متعادل کردن سیستم به دو صورت امکان پذیر است
شیرهای مورد استفاده در تاسیسات آبرسانی
شیر کشویی
شیرگلویی
شیرزاویه ای
شیر یکطرفه
شیرهای مصرف
شیرهای تک واحدی
انواع لوله های مورد استفاده درآبرسانی
طرح و محاسبه سیستم لوله کشی آب و فاضلاب ساختمان

1 – Turbidity.
2 – Part per Million
3 – CaCO3
4 – Static Pressure
5 – Velocity Pressure
6 – Total Pressure
7 – Gage
8 – Absolute Pressure
9 – Bernoullis Equation
10 – hydraulic Grade Line
11 –
12 – Fixture unit
13 – Flash Valve
14 – Flash Tank
15 – Smooth Pipes
16 – Fairly Rough Pipes
17 – Rough Pipes
18 – Water Meter
19 . Ashrea
20 . System Balancing
21 . Globe Valve
22 . Gate Valve
23 . Angle Valve
24 .Check Valve
25 . Faucets
26 . Single -Faucets
27 .Mixing – Faucets
28 . Pipe Supports
29 .Water Hammer
—————

————————————————————

—————

————————————————————

41