آب به عنوان ضروریترین ماده حیات موجودات شناخته میشود و به همین دلیل اجرای سیستمهای لولهکشی آب شهری و استفاده از آب سالم و بهداشتی اهمیت بسیار زیادی دارد. برای اجرای سیستمهای لولهکشی لازم است که پارامترها و نکات مختلفی مورد توجه قرار بگیرد که یکی از مهمترین آنها میزان سرعت و فشار آب است. کم یا زیاد بودن سرعت و فشار آب میتواند چالشها و مشکلات متعددی ایجاد کند و به همین دلیل در استانداردهای شبکههای توزیع آب یک میزان حداقل و حداکثری مشخص برای سرعت آب مشخص شده است. در ادامه مطلب به بررسی میزان سرعت آب در لولههای شهری و فاکتورهای مؤثر در آن پرداخته خواهد شد.
سرعت آب در لولههای شهری و استانداردهای آن
همانطور که گفته شد در طراحی و توزیع لولهکشی آب شهری لازم است که فاکتورها و پارامترهای مختلفی همچون میزان سرعت آب، میزان فشار آب، میزان دبی لوله، حداقل قطر لولهها و … در نظر گرفته شوند چرا که نقاط مختلف شهری میتوانند از مختصات و ویژگیهای جغرافیایی ویژهای برخوردار باشند و باید فشار آب برای تمامی نواحی شهری به اندازه کافی تأمین شود.
سرعت بالای آب در لولهها میتواند نتایج مختلفی همچون افزایش هد، افزایش نیروی ناشی از تغییر اندازه حرکت در نقاط تغییر جهان مانند اتصالات زانویی و سهراهی، افزایش شدت و قدرت ضربه قوچ و … به همراه داشت باشد. همچنین کم بودن سرعت آب میتواند نتایج مختلفی همچون افزایش احتمال رسوبگذاری لولهها، تغییر در کیفیت و سلامت آب و … داشته باشد. در هر کدام از کشورهای جهان بر اساس موقعیت جغرافیایی، استانداردهای لولهکشی، استانداردهای بهداشتی و فاکتورهای مختلف دیگر حداکثر میزان سرعت مجاز آب متفاوت خواهد بود.
در ایران حداکثر سرعت مجاز آب در شبکههای توزیع در شرایط معمولی 2 متر بر ثانیه خواهد بود در حالی که در مواقع آتش نشانی 2.5 متر بر ثانیه میباشد. میزان حداقل سرعت آب در شبکههای توزیع نیز 0.3 متر بر ثانیه است
اما این سرعت در لولههای فرعی امکانپذیر نیست چرا که باید حداقل قطر لولهها رعایت شود. میزان سرعت آب در مواقعی که مصرف پایین باشد از حد پیشنهاد شده کمتر خواهد بود. در حقیقت باید طراحی به نحوهای انجام شود که سرعت آب در لولههایی که قطر آنها کمتر از 500 میلیمتر است در محدود 0.8 تا 1 متر بر ثانیه و برای لولههایی که قطر بیشتر از 500 میلیمتر دارند در محدوده 0.8 تا 1.2 متر بر ثانیه باشد و این سرعتها تحت عنوان سرعتهای اقتصادی شناخته میشوند.
انتخاب قطر مناسب لولههای آب
یکی از فاکتورهای مهم در میزان سرعت آب در لولههای شهری و فشار آن، قطر لوله است و باید در سیستمهای لولهکشی توجه ویژهای به قطر لولهها داشت.
لوله آب میتواند از نظر قطر تنوع بالایی داشته باشد و قطر لولههایی که شبکههای لولهکشی مختلف استفاده میشوند باید بهگونهای باشد که جایگزینی قطرهای کمتر موجب کاهش فشار شبکه از حدود مجاز آن شود. حداقل قطر لولههای آب توسط کارفرماها تعین میشود و متناسب با موقعیت لوله باید از اقطار مختلفی استفاده کرد.
حداقل قطر لوله در سیستم حلقوی 150 میلیمتر، حداقل قطر لوله در سیستمهای شاخهای 200 میلیمتر، حداقل قطر لوله در مناطق توسعه یافته 200 میلیمتر و حداقل قطر لوله در خیابانهای اصلی مناطق کویری 300 میلیمتر خواهد بود. بهتر است که حداقل قطر در لولههای فاقد شیر آتش نشانی ۶۰ میلیمتر باشد در حالی که حداقل قطر در لولههای دارای شیر آتش نشانی با توجه به ضوابط نیازهای آتش نشانی نباید کمتر از ۱۰۰ میلیمتر باشد.
فشار آب
یکی دیگر از مهمترین فاکتورهایی که تأثیر زیادی بر روی میزان سرعت آب در لولههای شهری دارد، فشار آب است. فشار آب باید به نحوی باشد که در زمان حداکثر مصرف در شبکه (حداکثر افت هد در سیستم) به اندازه حداقل مجاز باشد و در زمان حداقل مصرف در شبکه باعث ترکیدن لوله ها و اتصالات آن نشود.
افزایش فشار آب میتواند باعث افزایش مصرف و میزان هدررفت آب شود و برای جلوگیری از این مشکل باید طراحی شبکههای لولهکشی بهگونهای باشد که فشار در لولهها در کمترین حد مقرر باشد.
اگر فشار از حد مقرر کمتر شود پتانسیل برقراری جریانهای برگشتی در شبکه افزایش یافته و سلامت و بهداشت آب را تهدید میکند. در شبکههای توزیع آب در ایران حداکثر فشار معادل 5 اتمسفر خواهد بود و حداقل فشار آن 1.4 اتمسفر میباشد و به ازای هر طبقه ساختمان 0.4 اتمسفر به آن اضافه خواهد شد.
حداکثر فشار در زمانهایی که مصرف آب کم است در نقاط گود شبکه و حداقل فشار در زمانهایی که مصرف آب زیاد است در نقاط مرتفع شبکه و نیز نقاط دور از مخزن مرتفع (ایستگاه پمپاژ) خواهد بود. اختلاف ارتفاع بالاترین سطح آب در مخزن مرتفع و نیز گودترین نقطه شبکه نباید از مقدار حداکثر مجاز فشار در شبکه بیشتر باشد.
طراحی شبکه باید به شکلی باشد که در مواقع حداکثر بودن مصرف آب و با فرض پایینترین سطح آب در مخزن توزیع، در هیچکدام از نقاط برداشت آب در داخل ساختمانها، فشار کمتر از 3/0 اتمسفر نشود. در مقالهای تحت عنوان لوله سفید چیست به معرفی کامل لولههای سفید، ویژگیها و کاربردهای آن پرداخته شده است.
دبی طراحی لولهها
طراحی ظرفیت شبکه توزیع آب شهری باید به نحوی باشد که بتواند پاسخگوی حداکثر مصرف لحظهای در سال، تلفات و هدررفت ها، حداکثر مصرف آتش نشانی و … باشد. مجموع حداکثر مصرف لحظهای و حداکثر مصرف آتش نشانی برابر است با حداکثر مصرف نهایی. به صورت کلی شبکه توزیع آب بر اساس حداکثر مصرف نهایی و میزان سرعت آب در لولههای شهری طراحی میشود و دلایل آن هم به شرح زیر است.
- احتمال کم برداشت همزمان حداکثر مصرف لحظهای و حداکثر مصرف آتش نشانی
- وجود ظرفیتهای اضافی در شبکه
- موقتی بودن کمبود فشار
جمعبندی نهایی
میزان سرعت آب در لولههای شهری بر اساس استانداردها و موقعیت جغرافیایی محیطها تعیین میشود و در ایران حداکثر سرعت مجاز آب در شبکههای توزیع در شرایط معمولی 2 متر بر ثانیه و در مواقع آتش نشانی 2.5 متر بر ثانیه است و میزان حداقل سرعت آب در شبکههای توزیع نیز 0.3 متر بر ثانیه خواهد بود.
