1 PRORAČUN VODOVODA 1.1 Proračun maksimalno potrebne količine sanitarne vode (l/s), dimenzije sanitarnog voda

Transcript

1 1 PRORAČUN VODOVODA 1.1 Proračun maksimalno potrebne količine sanitarne vode (l/s), dimenzije sanitarnog voda Dimenzioniranje kućne vodovodne mreže vrši se prema sanitarnim predmetima. Osnovni zadatak pri dimenzioniranju vodovodnih instalacija: postići zahtijevani protok i tlak vode na svim trošilima. (Tlak na izljevu za većinu sanitarnih izljevnih mjesta 0.5 bara, osim za WC s ispiralicom 1.2 bar) Za odabir odgovarajućeg promjera cjevovoda, spojnih i prijelaznih elemenata mjerodavne su dvije veličine: vršni protok ukupni pad tlaka u instalaciji Na dimenziju cijevi, tj. na unutrašnji presjek cijevi, utječe više faktora: 1. Količina vode na izljevnom mjestu 2. Tlak vode u cijevnoj mreži 3. Brzina vode u cijevima KOLIČINA VODE ustanovljuje se eksperimentalno Količina vode koja se troši u kući zavisi od: broja korisnika vrste i broja izljevnih mjesta, namjeni, upotrebi i konstrukciji izljeva godišnjeg doba stupnja kulture, navika, običaja i dr. Količina vode koja protječe u određenoj dionici cjevovoda određujemo prema broju jedinica opterećenja JO. Jedinice opterećenja JO uvode se u proračun instalacije vodovoda da se pojednostavi proračun instalacije. Jedna JO predstavlja onu količinu vode koja istječe na izljevnom mjestu kroz cijev promjera 10 mm pri punom mlazu i tlaku istjecanja od 0.5 bara. 1JO=0.25 l/s (DIN1988-W308) Njemačka 1JO=0.25 l/s (DIN1988-W308) SAD Švedska Rusija 1JO=0.47 l/s 1JO=0.30 l/s 1JO=0.20 l/s Odnos između protočne količine vode i jedinica opterećenja: q = JO 3 l dm = s s 1

2 (jedinice opterećenja se ne uzimaju u punom broju nego kao drugi korijen tog broja. U tome se nalazi faktor istovremenosti ϕ). BRZINA VODE U CIJEVIMA: 1. bitno utječe na pad tlaka (koji raste s kvadratom brzine) 2. suviše mala brzina (ispod 0.5 m/s) ubrzava taloženje i stvaranje sloja uslijed čega dolazi do sužavanja cijevi 3. suviše velika brzina (iznad 3 m/s) izaziva šumove, buku i udarce u cijevnoj mreži Tablica: Preporučene brzine vode u vodovodnim cijevima za razne vrste vodova VRSTA VODA Brzina vode u [m/s] Kućni priključci Razvodni vodovi Vertikale Grane i ogranci Vertikale i grane u bolnicama, hotelima i sl Topla voda-cirkulacijski vodovi Brzina vode u cijevima može se izračunati iz izraza: 2 [ m ] 3 d 2 π m m q = w = 4 s s Brzina strujanja vode u cjevovodu w 2 m/s (da nema šumova i vibracija) (0.5 2 m/s) GUBITAK TLAKA Uvjet koji se mora ispuniti ni i jednom vodu gubitak tlaka ne smije biti veći od raspoloživog (zbog toga se moraju ustanoviti gubici tlaka) H u minimalni tlak u uličnom vodu na mjestu priključka (od uprave komunalnog vodovoda) h g visina najvišeg izljevnog mjesta (visinska razlika od uličnog cjevovoda do najvišeg izljeva) h i izljevni tlak (tlak istjecanja sanitarni izljevi 0.5 bara, Sprinkler mlaznica 0.7 bara, požarni hidrant 2.5 bara) h v gubitak tlaka u vodomjeru (mora biti manji od 0.5 bara, vodomjer se bira iz dijagrama na osnovu maksimalne potrošnje vode u l/s za cijelu zgradu) Dozvoljeni-raspoloživi gubitak tlaka h t : h t := H u h g h i h v Jako izljevno mjesto q 0.5 l/s Duža upotreba protok duži od nekoliko sekundi Npr. vrtni hidrant 20 s protokom od 0.7 l/s ne unosi se u jedinicama opterećenja nego se njegov ukupni protok od 0.7 l/s dodaje ukupnom protoku ostalih izljevnih mjesta. Vrtni hidrant se upotrebljava bez obzira na doba dana, tj. istovremeno s ostalim izljevnim mjestima. 2

3 Primjer 1: Dimenzioniranje vodova vodovoda obiteljske kuće Ortogonalna shema vodovoda obiteljske kuće WC K U P 1 2 S P a b c i WC TK U P S P d e f g VERTIKALA 1 VERTIKALA 2 j k h Tablica u kojoj su upisani svi sanitarni predmeti unutar obiteljske kuće: SANITARNI PREDMET Broj san. predmeta N JO K (kada) TK (tuš kada) U (umivaonik) WC Sudoper Perilica za suđe Perilica za rublje HV JO HV = 11.5 DN25, v =1.45 m/s TV JO TV = = 7 DN25, v =1.1 m/s I način: računanje JO Protočna količina vode spojnog (priključnog voda) vodovoda: l 3 dm q uk = JO = s s 3 l l m q uk = q uk = 0.85 = s s h d 2 π 3 m m 2 q uk = w = [ m ] 4 s s d = 4 q uk w π d = = m = 23.2 mm 2 π 1000 Odabrani promjer spojnog (priključnog) voda vodovoda DN 25 ( 30x2.6, d u =24.8 mm, v=1.76 m/s) Provjera brzine strujanja u armaturi provjeriti prema tablici u podlogama za predavanje Za quk = 0.85 l/s i odabrani NO25 brzina u armaturi iznosi približno: wa = 1.96 m/s 3

4 II način: Pomoću tablice 17.7: Gubici pritiska u čeličnim navojnim cijevima zajedno s pojedinačnim gubicima q = JO [l/s] 11.5 JO q [l/s] h t gubitak tlaka u [dbar/m], v brzina vode [m/s] DN cijevi u [mm] h t v h t v h t v h t v h t v h t v h t v l m Za JO = 11.5 q = 0.85 = s h Odabrani promjer spojnog (priključnog) voda vodovoda DN 25. Brzina strujanja vode u cijevima: v = 1.45 m/s Za poznati broj JO odnosno protok u tablici 17.7 se nađe onaj promjer cijevi čija se brzina kreće u traženim granicama. (Razvodni vodovi m/s) 4

5 VERTIKALA 1 HV Etaža Dionica JO v DN od do pojedi. ukupno [m/s] [mm] WC a K a KAT a b U b b c P c c g WC d TK d PRIZEMLJE d e U e e f P f f g g h VERTIKALA 2 HV Etaža Dionica JO v DN od do pojedi. ukupno [m/s] [mm] 1.KAT P i S i i j P k PRIZEMLJE S k k j j h Ukupno: JO = = 11.5 v=1.45 m/s, DN25 III način: očitavanje iz tablice u podlogama najbrže, najjednostavnije i najnetočnije Očitano u grubo iz tablice za JO = q = l/s Za količinu vode q uk = l/s iz tablice slijedi odabrani promjer DN25 Provjera brzine strujanja vode u armaturi za DN25 i q = l/s w = 2.52 m/s DIMENZIONIRANJE CIRKULACIJSKOG VODA TV DN2032 DN4050 DN6580 DN100 CV DN15 DN20 DN25 DN32 uk uk 5

6 1.2 Proračun maksimalno potrebne količine požarne vode (l/s), dimenzije požarnog voda HIDRANTSKA MREŽA a) unutarnja b) vanjska Unutarnja hidrantska mreža: - sastoji se od cijevnog razvoda i hidranata smještenih u hidrantski ormarić - hidrantski ormarić dimenzija 500/500/150 mm (kuglasta slavina, namotano crijevo duljine 15 m) označen slovom H - hidranti se postavljaju u prolaze, stubišne prostore i na pravcima evakuacije - međusobna udaljenost hidranata određuje se tako da se cjelokupni prostor koji se štiti od požara pokriva mlazom vode (duljina crijeva iznosi 15 m, a duljina kompaktnog mlaza 5 m) - najmanji promjer cijevi unutarnje hidrantske mreže DN50 - dimenzija unutarnje hidrantske mreže funkcija je visine zgrade - prema Pravilniku o tehničkim normativima za hidrantsku mrežu za gašenje požara za objekte visine do 22 m (vidi Tablicu), potrebno je za istovremeni rad 2 hidranta po 2.5 l/s vode, odnosno ukupno 5 l/s, uz minimalni pritisak na najvišem (najudaljenijem) hidrantu 2.5 bara (2.5 bara= Pa = Pa = 0.25 MPa) Visina objekta Najmanji protok JO DN v h t [m] [l/s] [] [mm] [m/s] [dbar/m] do DN do DN do DN više od DN v brzina strujanja vode, [m/s], h t pad tlaka, [dbar/m] PRORAČUN GUBITAKA TLAKA U CIJEVIMA Cijevna dionica JO Količina vode Promjer cijevi DN Brzina vode Jedinični gubitak Duljina cijevi Ukupni gubitak od do [l/s] [mm] [m/s] [MPa/m] [m] [MPa] DN L DN L DN L Ukupni gubici u cijevima Σ= Gubitak u vodomjeru Geodetska visina Minimalni tlak na mlaznici 0.25 Sveukupni gubici Σ= Na priključnom mjestu je potreban minimalni tlak p = bara i količina vode q = 5.0 l/s 6

7 Vanjska hidrantska mreža: - nadzemni hidranti (podzemni ukoliko ometaju promet) - udaljenost između dva hidranta smije iznositi najviše 80 m - udaljenost hidranta od zida objekta mora biti najmanje 5 m, a maksimalna dopuštena udaljenost iznosi 80 m - najmanji promjer cijevi vanjske hidrantske mreže DN100 7

8 1.3 Odabir vodomjernog brojila kućanski vodomjeri vodomjeri s krilastim rotorom SANITARNI VOD najčešće se koristi u zgradama voda u prolazu okreće rotor s krilimalopaticama, a rotor preko zupčanika prenosi okretaje na brojčanik koji pokazuje potrošnju vrlo su osjetljivi i registriraju i mali protok, ali su im gubici tlaka veliki horizontalna i vertikalna ugradnja da ne bi čestice koje nosi voda ometale okretanje rotora, na ulaznom dijelu vodomjera je ugrađeno sito vodomjeri s rotorom rade se za priključke DN15 do DN65, pa i veće kućište vodomjera je od bronce, a rotor s lopaticama i čaša od tvrde gume Voltmann-ovi vodomjeri (za veće količine vode) u cilindričnoj kućici ima turbinsko kolo sa spiralnim lopaticama, koje se pod utjecajem vodene struje okreće, a okretaji se prenose na mehanizam brojača manje je osjetljiv na protok, ali su mu gubici vrlo mali može se ugraditi i horizontalno i vertikalno (suhe je izvedbe) oscilatorni Venturijevi vodomjeri Kućanski vodomeri: mokri (cijeli mehanizam je u vodi zamagljena debela staklena ploča iznad brojčanika) suhi (samo je rotor u vodi, a ostali dio se nalazi u suhoj komori. Upotrebljavaju se za vodu koja nije naročito čista) Kombinirani Woltmann vodomjeri: POŽARNI VOD sastoje se od glavnog Voltmannovog vodomjera (za velike količine) i sporednog vodomjera s krilastim rotorom (za male količine vode), te od preklopnog ventila s oprugom za mjerenje potrošnje hladne vode za potrošače s velikim oscilacijama potrošnje vode (za instalacije gdje je potrebno mjerenje i malih i velikih količina vode) (npr. u industrijama s povremenim potrebama velike količine vode, kod požarnog voda kojim se opskrbljuje unutarnja i vanjska hidrantska mreža) preklopni ventil, kao sastavni dio kombiniranog Woltmann vodomjera, ima funkciju da veće protoke usmjerava preko glavnog vodomjera, a male protoke preko sporednog vodomjera nazivna veličina DN50 DN

9 Izbor sustava i veličine vodomjera: odabir prema dijagramu (podloge za predavanja) na osnovu maksimalne potrošnje vode u l/s za cijelu zgradu, po kojoj se dimenzionira i priključni vod vodovoda (pri tome promjer priključka ne mora biti jednak promjeru vodomjera) gubitak tlaka u vodomjeru mora biti manji od 0.5 bara, te se prema tome i odabire veličina vodomjera Primjer 1: Odabir vodomjera prema podlogama za predavanja za obiteljsku kuću iz primjera 1: 3 l m Za q uk = 0.85 = iz dijagrama Gubitak tlaka kućnih vodomjera očitano je: s h Pad tlaka kod kućnih vodomjera (podloge za predavanje-vježbe)) Gubitak tlaka u vodomjeru h v?? Odabrani vodomjer 7 m 3 /h, DN25, h v 0.2 bara 5 m 3 /h, DN20, h v 0.4 bara preveliki gubitak tlaka 9

10 Odabir vodomjera prema Horizontalni kućanski vodomjer tip VMA SANITARNI VOD Odabrani vodomjer tip VMA nazivnog opterećenja vodomjera 3.5 m 3 /h, 25, h v 0.15 bara Najveći protok odabranog vodomjera: Q max = 7 m 3 /h 10

11 Standardne čelične bešavne cijevi: Nazivni promjer [mm] DN10 DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 Nazivni promjer [col] Vanjski promjer Debljina stijenke Unutarnji promjer [mm] [mm] [mm] / / / / / DN65 2 1/ DN DN