در سایزبندی لوله ها

قطر داخلی لوله فلزی تقریبا همان قطر نامیست

در لوله چند لایه پکس قطر داخلی یک سایز کوچکتر از قطر نامیست

درلوله پلی پروپیلن قطر داخلی دو سایز کوچکتر از قطر نامیست

یک اشتباه رایج این است که لوله پلاستیکی مثلا با سایز ۲۵ میلیمتر معادل لوله ۱ اینچ فلزی است چون یک اینچ تقریبا ۲۵ میلیمتر است در حالیکه در لوله های فلزی قطر نامی قطر داخلی و در لوله های پلاستیکی قطر خارجی است و همانطور که در تصویر بالا دیده می شود یک لوله پلاستیکی ۲۵ درون لوله فلزی سایز ۱ اینچ جا می شود و در واقع لوله فلزی ۱ اینچ معادل لوله ۳۲ پلاستیکی است. قابل توجه است که رسوبات تاثیر چندانی در کاهش قطر لوله فلزی ندارند و لوله فلزی شکل زیر۳۰ سال قدمت دارد

در مورد پست قبل ذکر این نکته ضروری است که اگر با وجود مطالب گفته شده قرار شد لوله کشی با لوله تک لایه انجام شود و در نتیجه لوله کشی انشعابی در دستور کار قرار گرفت باید به سایزها و مسیر نقشه دقت فرمایید که
اولا نقشه، سایزها را برای چه نوع لوله ای مشخص کرده مثلاً سایز لوله های تک لایه باید دو سایز و چند لایه یک سایز از لوله های فلزی بیشتر باشد. زیرا سایز لوله فلزی، قطر داخلی آن و سایز لوله های پلاستیکی قطر خارجی آنهاست. مثلاً در صورتیکه سایز لوله درون نقشه نیم اینچ فلزی باشد یعنی قطر داخلی آن نیم اینچ یا ۱۲ میلیمتر است و باید از لوله چند لایه سایز ۱۶ یا تک لایه سایز ۲۰ استفاده کرد. نکته دیگر اینکه در اجرا باید مسیرها به گونه ای باشد که انشعاب یک سرویس با یک لوله از لوله اصلی گرفته شود که بتوان رو آن یک شیر مشترک مطابق پست قبل قرار داد.
در صورت استفاده از روش لوله کشی کلکتوری با لوله چند لایه می توان از سایزهای تصویر بالا برگرفته از کاتالوگ نیوپایپ استفاده کرد ولی در حالت انشعابی قطعا نیاز به محاسبه سایزینگ است و سایزها در نقشه باید چک شود.

مرحله اول سایزینگ لوله یا تعیین قطر، تعیین دبی جریان اب یا همان مقدار مصرف است.
در مورد اب مصرفی باید ببینیم هر لوله چه دستگاههایی را تغذیه می کند و با استفاده از جدول، واحد مصرف (اس اف یو) این دستگاهها را با هم جمع کنیم بعد از طریق جدول، دبی لوله را از ان واحد مصرف (اس اف یو) بیابیم

نکته بسیار مهم این است که تعداد سرویسهای بهداشتی در تعیین سایز رایزر موثر است و حتی در مورد دبی پمپ و انتخاب آن بسیار تاثیر گذار است. لذا باید تعداد سرویسها را در محاسبات بدقت در نظر گرفت. مثلا اگر اس اف یو یک واحد با یک حمام کامل و دستشویی 11.4 باشد اس اف یو یک واحد با یک دستشویی و دو حمام کامل می تواند 15 باشد

سوال :
آیا برای ماشین ظرفشویی و لباسشویی وجود هر دو انشعاب گرم و سرد واجب است و حداقل الزامات در این مورد چیست؟

پاسخ:
درست است که در مبحث ۱۶ مستقیم به این امر اشاره نشده ولی در جدول مصارف قسمت سایزینگ لوله های آبرسانی نوشته شده که برای لباسشویی مصرف آب سرد و گرم و برای ظرفشویی مصرف آب گرم است. این جدول عیناً منطبق با استاندارد بین المللی لوله کشی است که آن را نیز در تصویر می بینیم. دلیل این امر این است که شستشوی لباس در لباسشویی با ترکیب آب گرم و سرد با دماهای مختلف است ولی ظرفشویی همیشه اب را برای مصرف خود گرم می کند. البته قطعا وجود سرد و گرم برای هر دو بلامانع است

در استاندارد DIN 1988-3 آلمان نحوه محاسبه میزان مصرف برای سایزینگ لوله های ابرسانی از جدول زیر شروع می شود. در این حالت ابتدا مصرف لوازم را از جدول پیدا کرده و با هم جمع می کنیم
سپس در نمودار بالا جمع کل مصارف لوازم را به پیک مصرف تبدیل می کنیم
فرمولهایی که نمودار پیک مصرف بر حسب جمع مصرف بر اساس آن کشیده شده است در تصویری در بالا ارایه شده است.
برای تبدیل جمع کل مصرف به مقدار پیک مصرف در ساختمانهای مسکونی جدولی هم تهیه شده است که در بالا دیده می شود
قطعا میزان پیک مصرف بدست آمده با میزان پیک مصرف بدست آمده از روش SFU در استاندارد لوله کشی امریکا متفاوت است. در ساختمان با تعداد واحد کم استاندارد DIN و در تعداد واحد زیادتر استاندارد لوله کشی امریکا پیک مصرف بیشتری را می دهد

سپس در نمودار زیر جمع کل مصارف لوازم را به پیک مصرف تبدیل می کنیم

فرمولهایی که نمودار بالا بر اساس آن کشیده شده است به قرار زیرند

برای تبدیل جمع کل مصرف به مقدار پیک مصرف در ساختمانهای مسکونی جدول زیر نیز تهیه شده است

 در استفاده از دستورالعملها و جداول و محاسبات کارخانجات و سایتها و پستها در امور مهندسی باید به این نکته توجه کرد که بسیاری از این جداول بدون ذکر منبع و نحوه محاسبه هستند لذا باید بشدت از استفاده از این جداول دوری کرد زیرا برخی از انها از شیوه های قدیمی گرفته شده اند یا برای ساختمانهای زمان قدیم حساب شده اند که منسوخ شده ولی چون سینه به سینه منتقل شده اند کسی از این امر خبر ندارد؛ برخی دیگر هم از استانداردهایی هستند که بطور واضح با مقررات ملی در تضادند. برای نمونه در اغلب جداول پمپ کارخانجات که برای تعیین مصرف اب ساختمان نوشته شده است، مقدار دبی اب لازم برای یک واحد از انچه در جداول بالا آمده و منطبق بر مقررات ملی ایران و مقررات لوله کشی امریکاست بطور فاحشی کمتر است. برای نمونه دبی اب یک و پنج و ده واحد با دو حمام کامل و یک اشپزخانه را از طریق جداول بالا حساب کنید و با انچه در بسیاری از سایتها بصورت جداول اماده می بینید مقایسه نمایید.

به نمونه جداول غیر علمی زیر توجه کنید

نمونه دیگر جداول غیر علمی در مورد سایزینگ پمپ جدول زیر است توجه کنیم که پمپ باید بر اساس هد و دبی انتخاب شود و نه بر اساس توان (اسب بخار). مثلا پمپهای مارکهای مختلف در یک اسب بخار یکسان هد و دبی متنوعی دارند . یک ایراد واضح جدول زیر این است که ارتفاع ساختمان در آن مد نظر قرار نگرفته. یعنی مثلا یک ساختمان 10 واحدی 2 طبقه طبق این جدول همان پمپی را خواهد داشت که یک ساختمان 10 واحدی 10 طبقه دارد در حالیکه می دانیم بصورت تقریبی پمپ ساختمان دوم باید تا 5 برابر پمپ ساختمان اول توان (اسب بخار) داشته باشد

مرحله دوم سایزینگ لوله کشی مصرفی

طبق راهنمای نیوپایپ سایز لوله پنج لایه در حالت کلکتوری در موارد زیر فیکس است و محاسبه نمی خواهد
ورودی هر واحد 25
برای هر سرویس حمام یا توالت 16
برای اشپزخانه دو انشعاب 16 یا یک انشعاب 20
برای ورودی سرد کلکتور به پکیج 20
برای خروجی اب گرم مصرفی پکیج به کلکتور 20
برای هر رادیاتور یک لوله 16
در نتیجه در حالت تمام کلکتوری تنها سایز رایزر و لوله اصلی ساختمان و رفت و برگشت اب گرمایش به پکیج برای محاسبه باقی می ماند

به عنوان جمع بندی ماکزیمم سرعتهای مجاز در لوله کشی ابرسانی اب گرم و سرد مصرفی در استانداردهای مختلف
1. براساس مقررات ملی ایران و جدول هندبوک اشری به نقل از کریرو کرین کو و کمپانی گرینل (که در زیر اورده شده است) حداکثر سرعت اب در انشعابات 1.2 و در رایزرها و لوله های اصلی 3 متر بر ثانیه است
2. به گفته سوپرپایپ بر اساس دین 1988 ماکزیمم سرعت اب مجاز در انشعابات 2 و در رایزرها و لوله های اصلی 2.5 متر بر ثانیه است
3. بر اساس مقررات لوله کشی امریکا ماکزیمم سرعت معمول توصیه شده در لوله ها 1.2 یا 2.4 متر بر ثانیه می باشد

4. بر اساس پانویس منحنی افت فشار در لوله در مقررات لوله کشی آمریکا سرعت سیال با ماکزیمم بیش از 1.5 تا 2.4 توصیه نمی شود
جدول زیر ماکزیمم دبی و افت هد بر صد متر لوله (فرمول هیزن ویلیامز با ضریب زبری 150) است که هر سایز از لوله اذین یا نیوپایپ می تواند با توجه به قطر داخلی ان و مقررات بالا داشته باشد 
هزینه استفاده دعای خیر. استفاده با ذکر منبع

در استاندارد دین آلمان ماکزیمم سرعت مجاز جریان آب درون لوله ها در جدولی بصورت زیر داده شده است

در مقررات لوله کشی امریکا بر اساس سرعت توصیه شده (کمتر از 1.2 یا 2.4 متر بر ثانیه) جدولی تهیه شده که در ان ماکزیمم دبی که هر سایز لوله می تواند ابدهی داشته باشد در آن نگارش شده است. با توجه به این دبی، در جدول بعدی مینیمم سایز لوله ابرسانی از کلکتور برای هر وسیله بهداشتی نیز مشخص شده است. با مقایسه این جدول با سایزینگ مشخص شده در راهنمای لوله های پنج لایه شرکتهایی مثل نیوپایپ به این نتیجه می رسیم که هر دو این منابع، سایز قطر داخلی 0.5 اینچ یا 12 میلیمتر یا همان سایز نامی پنج لایه 16 و یا همان سایز نامی تک لایه 20 را مناسب انشعاب کلکتور به اغلب وسایل بهداشتی می دانند.

دو معیار سرعت در مبحث 16 برای طراحی لوله اب مصرفی گفته شده و با استاندارد اشری سال 2017 هم تطابق دارد. حداکثر سرعت در لوله های فرعی 1.2 (رنگ سبز در جدول بالا) و در لوله های اصلی و رایزرها 3 متر بر ثانیه. معمولا در لوله های اصلی و رایزرها معیار بیشترین سرعت تعیین کننده قطر است.  در تعیین فشار در دسترس برای طراحی، فشار پس از پمپ را 40 متر اب می گیریم و در ازای هر متر افزایش ارتفاع در مسیر 1 متر از ان کم می کنیم. فشار مورد نیاز لوازم بهداشتی را 6 یا 10 متر اب می گیریم. بابت اتصالات طول مسیر را 1.5 برابر می کنیم.
روش بیشترین طول مسیر انشعاب: در این روش دورترین و بالاترین مصرف کننده ای که از تکه لوله مد نظر تغذیه می شود و دبی ابی که از تکه لوله مد نظر عبور می کند برای تعیین قطر هر تکه لوله استفاده می شود. این روش دقیقترین روش است

به نقل از سوپرپایپ بر خلاف مبحث که سرعت ماکزیمم آب در رایزر را 3 متر بر ثانیه و سرعت ماکزیمم آب در انشعابات را 1.2 در نظر می گیرد در استاندارد دین 1988 ماکزیمم سرعت مجاز آب برای جلوگیری از صدا و ضربه قوچ در رایزر 2.5 و در انشعابات 2  متر بر ثانیه است و مینیمم سرعت مجاز آب در لوله برای جلوگیری از رسوب گیری 0.5 متر بر ثانیه است

 مقررات لوله کشی آمریکا ویرایش 2018 در زیر منحنی افت خود اعلام می کند که سرعت بیش از 5 تا 8 فوت بر ثانیه یعنی 1.5 تا 2.4 متر بر ثانیه معمولا پیشنهاد نمی شود

جداول پایین فرمول هیزن ویلیامز برای لوله پنج و تک لایه پلاستیکی با ضریب 150 است.

منحنی افت فشار لوله پلاستیکی در مبحث 16 بر اساس قطر داخلی لوله است و قطر نامی لوله پکس پنچ لایه یک سایز از قطر داخلیش بزرگتر است

و قطر نامی لوله پلی پروپیلن تک لایه دو سایز از قطر داخلیش بزرگتر است

قطرهای نامی نیوپایپ 16 و 20 و 25 و 32 و 40 و 50

جدول افت فشار لوله پلاستیکی در دمای 10 درجه مربوط به کاتالوگ لوله گبریت مپلا با قطر خارجی و ضخامت مشخص شده در جدول

سوال : با سلام ایا لوله کنتور تا مخزن سایز ۲۵ پلی پروپیلن کفایت می کند

پاسخ: اگر فرض کنید که ممکن است ساختمان در زمانی که برق نیست از بای پس بتواند کاملا آب رسانی داشته باشد سایز آن را باید با سایز رایزر یکی بگیرید (من این کار را می کنم) اگر فرض کنید که همیشه با پمپ کار شود سایز را می توانید در حد پر کردن مخزن بگیرید که کوچک خواهد بود

سوال: به نظرتان اگه سایز خروجی از کنتور را از سایز رایزر، یک سایز کمتر بگیریم در زمان عدم استفاده از پمپ فشار بهتری تامین نخواهد شد خروجی از لوله اصلی اب خیابان ۲۵ است بهتر نیست همان ۲۵ یا ۳۲ بگیریم

پاسخ: اول اینکه قطعا قطر بیشتر، فشار بیشتر (حتی اگر ذهنی اینگونه به نظرتان نرسد)
ثانیا لوله فلزی دو سایز با لوله پلی پروپیلن متفاوت است یعنی فلزی یک اینچ یا همان ۲۵ معادل لوله ۴۰ پلی پروپیلن است

سوال: چطور میشه قطر بیشتر لوله فشار بیشتر داشته باشه؟

پاسخ: قطر بیشتر با دبی ثابت یعنی سرعت کمتر و افت فشار کمتر پس خروج لوله فشارش با ورود تفاوت کمتری خواهد داشته آنچه ما در ذهنمان از فشار شلنگ می دانیم در واقع سرعت است نه فشار که با سطح مقطع کمتر افزایش می یابد

سوال: بله فرمایش شما درسته اما ما در لوله کشی همیشه می گیم‌ محدود فشار را تا ۴ بار تنظیم کنیم و در خصوص سرعت زیاد صحبت نمی کنیم و حدودا می گوییم از ۸ فوت بر ثانیه بیشتر نشود چطور بدون استفاده از پمپ قطر لوله را در محدوده ۴ بار سایز بزنیم فقط محدوده کنتور تا مخزن

پاسخ: اگر واقعا بخواهیم دقیق بدون پمپ سایز بزنیم اولا باید فشار خروجی کنتور را در یک روز تعطیل اندازه بگیریم که کار سختی است. حال این فشار ممکن است به حدی باشد که در هیچ حالتی به طبقات بالا نرسد مثلا فشار ۱۵ متر اب باشد و ساختمان ۱۸ متر ارتفاع داشته باشد در نتیجه ما باید یک حد معقول را برای حالت نبود برق در نظر بگیریم و خیلی دنبال محاسبه اش نباشیم مثلا حدودا بگوییم همان قطر رایزر را برای دم در تا منبع هم بگیریم.

در مورد طراحی یک شبکه آب حال می خواهد گرمایش باشد یا ابرسانی یا آتش نشانی معیارهای طراحی می تواند موارد زیر باشد
 محدودیت برای سرعت آب درون لوله ها بدلیل سر و صدا و ضربه قوچ و فرسایش لوله که در کاربردهای مختلف در هر استاندارد امده
 پمپ بتواند مجموع بالاترین ارتفاع بعلاوه افت هد طولانی ترین مسیر بعلاوه هد مورد نیاز دستگاهها و دبی کل را تأمین کند. یعنی لوله باریکتر افت بیشتر و پمپ گرانتر یعنی اینها باید سبک سنگین شوند. اگر پمپ دایم کارتر باشد مصرف برق هم اهمیت پیدا می کند و پول آن هم در سبک سنگین کردن مهمتر می شود مثلاً در گرمایش افت در حد ۱ تا ۴ درصد است در حالیکه در آبرسانی می تواند بالای ۲۰ درصد باشد و در آتش نشانی افت بیشتر هم از دید مصرف برق مشکلی نیست.
 فشار در نقاط مختلف شبکه باید محدوده مشخصی داشته باشد که مثلاً در آبرسانی ماکزیمم ۴ بار و برخی موارد لوله کشی مثلاً گرمایش مرکزی به گفته دانفوس ۶ بار است. در بقیه موارد هم استاندارد مشخص کننده است. بنابراین اگر قطرها خیلی کوچک باشد و افت بین دو نقطه بیش از ۶ بار شود به مشکل می خوریم روشهایی مثل طرح توزیع آب در برگشت از بالا یا همان آبشاری به حل این مشکل کمک می کند. ولی باید دقت کرد که طرح توزیع در برگشت محاسبات دقیق می خواهد که بهینه شود
 دقت کنیم که در دبی ثابت افت با توان پنجم قطر نسبت عکس دارد و با کمی بزرگ کردن قطر می توان افت را بشدت کاهش داد ولی سرعت در دبی ثابت با توان دوم قطر رابطه عکس دارد و ممکن است با وجود افت پایین سرعت در رنج بالا باقی بماند

عدم انتخاب صحیح قطر رایزر ابرسانی بگونه ای که افت رایزر به متر اب به علاوه ارتفاع ساختمان بیش از 30 متر اب شود باعث می شود که تنها با انتخاب پمپ نتوان فشار اب ساختمان را تنظیم کرد و در این حالت به شیر فشار شکن نیاز است که نوعی هدر روی انرژیست

دیده شده رایزر اب با سایز بسیار کوچک اجرا میشود سایز لازمه رایزر با توجه به جنس در نقشه تاسیسات هست. سایز حداقل برای لوله اذین بر اساس محاسبات با جداول مذکور در بالا برای 1 واحد 40 و برای 5 واحد 50 و برای 10 واحد 63 (یا دو رایزر50)است حتی 1 سایز کوچکتر ازمحاسبه گرفتن لوله رایزر باعث میشود سرعت در ان از رنج مجاز 3 متر بر ثانیه بالاتر رود پس استفاده از توزیع بین طبقات دربرگشت از بالا چون کمکی به کاهش سرعت نمیکند مجوز کاهش سایز نیست 5 لایه باید یک سایز و پلی پروپیلن باید دو سایز از رایزر فلزی معادل بیشتر باشد

برخی سازندگان از کم اطلاعی برخی ناظرین سو استفاده کرده و با نشان دادن فشار آب مناسب در طبقه آخر, عدم نصب پمپ و منبع را توجیه می کنند. در توضیح این مطلب باید گفت اولا گذاشتن پمپ و منبع جزو مقررات ملی است و ربطی به فشار آب ندارد و دلایلی مثل احتمال قطع شدن آب شهر و همچنین تعدیل در پیک مصرف شبکه آب شهری هم در الزام نصب پمپ و منبع دخیل بوده است.
دوما هد (فشار) آب در طبقه آخر برابر هد در طبقه اول منهای ارتفاع ساختمان و افت اصطکاکی لوله ها تا طبقه آخر است. از این دو عامل ارتفاع ساختمان ثابت است ولی افت اصطکاکی لوله ها تقریبا با توان منفی 5 با قطر لوله ها و با توان 2 با دبی مصرفی همزمان ساختمان متناسب است (سهمی منحنی سیستم در نمودار بالا) و بنابراین فشار در طبقه آخر را تنها در زمان پیک مصرف ساختمان می توان چک کرد و این فشار به شدت به مقدار مصرف آن لحظه وابسته است. از رابطه فشار در طبقه آخر با توان منفی ۵ قطر رایزر می توان به اهمیت تعیین درست قطر رایزر نیز پی برد

طبق کاتالوگ طراحی دانفوس از پیشگامان صنعت پمپ سرمایش و گرمایش ابی، اجزای سیستم گرمایش معمولا حداکثر فشار کاری 6 بار دارند و به همین دلیل برای طراحی گرمایش ابی یک ساختمان باید ان را به نواحی حداکثر 18 طبقه تقسیم کرد. فشار تست در این کاتالوگ 1.3 برابر فشار کاری ذکر شده است.

سه روش عمده زیر و یا ترکیبی از آنها جهت تامین فشار در ساختمان‌های بلند مرتبه، مورد استفاده قرار می‌گیرد. دلیل استفاده از این روشها این است که هنگامیکه رایزر بیش از 30 متر باشد وقتی فشار در طبقه بالای ان مناسب مصرف (مثلا 10 متر اب) است فشار در پایین ان بیش از 40 متر اب و نامناسب برای مصرف خواهد شد :

1️⃣ استفاده از مخزن آب در پشت بام و یا در بالای هر منطقه فشاری در این روش برای سه طبقه اخر که فشار کم است پمپ تقویت فشار لازم است

2️⃣استفاده از بوستر پمپ مجزا در موتورخانه برای هر منطقه فشاری

3️⃣ استفاده از بوستر پمپ و مخزن در پایین هر منطقه فشاری

❇️یاد آور می‌شود، جهت کنترل فشار پشت شیرهای مصرفی (حداکثر 4 بار ) در ساختمان های بلند از شیر فشار شکن هم می توان استفاده کرد.
منبع: سوپرپایپ

 

در انتخاب پمپ آبرسانی ابتدا باید مصرف تجهیزات بهداشتی را حساب کرد و سپس در جدول انتخاب پمپ پمپی را پیدا کرد که در آن دبی، هد پمپ برابر  40 متر آب باشد. لازم به ذکر است که به دلیل بازده مختلف پمپها و اینکه برخی در اسب بخار یکسان هد بیشتر و برخی دبی بیشتر دارند نباید پمپ را بر حسب اسب بخار انتخاب کرد

همه ما دو نام پمپ های تک پروانه بشقابی سری سی ام و پمپهای دو پروانه بشقابی سری سی بی را در بحث بوستر پمپ یعنی پمپ تقویت فشار آب ساختمان شنیده ایم. با دقت در منحنی این دو پمپ با قدرت نامی یکسان (۴ اسب بخار تک فاز) می بینم که
۱. پمپ دو پروانه در دبی های مشخص پایین و متوسط هد بیشتری دارد.
۲. در پمپ دو پروانه هد پمپ با زیاد شدن دبی بسیار سریعتر کاهش می یابد و بر عکس هد پمپ تک پروانه نسبت به تغییر دبی ثابت تر است.
۳. پمپ دو پروانه ماکزیمم دبی کمتری دارد.
با این احتساب اگر ما به هد بیشتر به ازای دبی مصرفی یک ساختمان نیاز داشتیم از پمپ دو پروانه استفاده می کنیم. ولی در غیر اینصورت پمپ تک پروانه بدلیل فشار ثابت تر و رنج دبی بیشتر در اولویت است.
توجه شود که دبی مصرفی یک ساختمان به تعداد واحد آن و هد پمپ مورد نیاز آن به ارتفاع آن مربوط است
به عبارت دیگر پمپ دو پروانه برای ساختمان کم واحد در هر طبقه (تک واحدی) و پمپ تک و پروانه برای ساختمان با تعداد واحد بیشتر در هر طبقه (که دبی بیشتری به نسبت هد آن می طلبد) مناسب است.

استاندارد نما ان جی 10 تعداد حداکثر مجاز استارت یک موتور الکتریکی مثل الکترو پمپ را بر حسب تعداد فاز و قدرت ان به اسب بخار مطابق جدول زیر مشخص نموده است

استارت زیاد پمپ به دلایل آمپر زیادی که می کشد باعث استهلاک،مصرف برق بیشتر،گرم شدن پمپ،و سوختن وسایل برقی منزل می شود.