FireFighter

 

شبکه توزیع آب شرب و آتش نشانی

2-1-  انواع شبکه‌های لوله‌کشی آب :

شبکه لوله‌کشی بخشی از تأسیسات آبرسانی است که وظیفه‌ی رسانیدن آب را به مصرف‌کنندگان به عهده دارد. شبکه پخش آب پیرامون 50 تا 90 درصد همه هزینه‌ تأسیسات آبرسانی را به خود اختصاص می‌دهد. چون تغییر دادن لوله‌های یک شبکه پس از چند سال کار، هزینه سنگینی را لازم می‌سازد، در محاسبه‌ی شبکه لوله‌کشی جمعیت 25تا 40 سال آینده را  مبنای طرح قرار می‌دهند.

از نظر سیستم پخش آب می‌توان شبکه لوله‌کشی را به سه گونه طرح نمود.

 

2-1-1- شبکه‌های شاخه‌ای :

 این شبکه‌ها برابر شکل (2-1A) مانند درخت هستند و ساده‌ترین نوع شبکه‌ها را تشکیل می‌دهند. جریان آب در آنها همیشه یک طرفه و از سوی شاخه‌ی بزرگتر به شاخه‌ی کوچکتر متوجه می‌باشد. محاسبه‌ی این شبکه‌ها ساده ولی عیب مهم آنها اینست که هنگام شکستن قطعه لوله‌ای همه بخش‌ها پشت سر آن قطعه بی‌آب می‌مانند. به جز آن در انهای شاخه‌ها ممکن است آب به علت کمی مصرف مدتی ساکن بماند که در تغییر مزه آن بی‌تأثیر نیست و نیز درین شبکه‌ها به علت یکسو بودن همیشگی جریان و کم بودن سرعت در شاخه‌های فرعی امکان ته‌نشینی بیشتری هست.

شکل شماره (2-1) انواع شبکه‌های پخش آب

2-1-2-شبکه‌های حلقه‌ای :

 اگر مانند شکل (2-1B) انتهای شاخه‌های شبکه شاخه‌ای را به همدیگر وصل نماییم شبکه حلقه‌ای به دست می‌آید. در این شبکه جریان آب در لوله‌ها بسته به جای مصرف تغییر جهت می‌دهد و هر ناحیه از دو یا چند جهت امکان آبرسانی دارد. این شبکه‌ها عیبهای شبکه‌های شاخه‌ای را ندارند ولی هزینه ساختمان آنها بیشتر و محاسبه‌ی آنها به علت مشخص نبودن جهت جریان در لوله‌ها مشکل‌تر می‌باشد.

 

2-1-3- شبکه‌های درهم :

چون ساختمان شبکه‌های حلقه‌ای خیلی گران تمام می‌شوند و همیشه در همه جاها با صرفه نیستند از این رو پیشنهاد میگردد برای شبکه بوستان از ترکیب هر دو گونه شبکه استفاده ‌شود.(2-1C)

 

2-2- محاسبه‌ی شبکه‌های لوله‌کشی آب

منظوراز محاسبه‌ی شبکه لوله‌کشی آب تعیین قطرهای مناسب و محاسبه‌ی فشار در نقاط گوناگون شبکه می‌باشد. محاسبات هیدرولیکی برای تعیین قطر مناسب برای لوله‌های یک شبکه نظیر لوله‌های انتقال آب می‌باشد که در مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

شبکه‌های توزیع بایستی حداقل با توجه به دو مورد ذیل طراحی گردند.

1-         براساس بده حداکثر ساعتی مصرف و با توجه به حداقل فشار محاسبه گردد.

2-         براساس بده حداکثر مصرف روزانه به اضافه مصارف آتش‌نشانی (فشارهای مجاز شبکه برای آتش‌نشانی) کنترل شود.

 

2-3- محدودیت های طراحی شبکه آب

2-3-1 – محدودیت سرعت:

 در مورد شبکه‌های پخش آب محدودیت سرعت از دو نقطه مورد توجه می‌باشد.

نخست – ماکزیمم سرعت نباید در لوله‌های شبکه آبرسانی از حدودی بیشتر گردد، زیرا زیاد شدن سرعت از یک سو سبب افزایش افت فشار و در نتیجه گران شدن تأسیسات ایجاد فشار در شبکه (منبع بلند و یا پمپ) می‌گردد و از سوی دیگر مقدار نیروی نامبرده در زانویی و سه راهی در اثر تغییر جهت سرعت، زیاد گشته و امکان شکسته شدن لوله به ویژه در جای پیوندها زیاد می‌گردد. بیشترین سرعت آب در لوله‌های یک شبکه 2 متر در ثانیه و برای حالت‌های آتش‌نشانی تا 5/2 متر در ثانیه پیشنهاد شده است.

دوم – کمترین سرعت آب در لوله‌های شبکه آبرسانی بدین جهت در نظر گرفته می‌شود که در اثر سرعت کم رسوب در لوله بیشتر ایجاد می‌گردد و گازهای محلول در آب به صورت حبابهایی در می‌آیند که در بخشهای بلند شبکه جمع شده و جریان آب را مختل می‌سازند. به جز آن کمی سرعت و یا ایستادن آب سبب تغییر مزه آب شده و از گوارایی آن می‌کاهد.

کم‌ترین مطلوب سرعت مطلوب آب در شبکه 3/0 متر در ثانیه می‌باشد. البته باید توجه داشت که پیروی از این کمترین در لوله‌های فرعی همیشه امکان‌پذیر نیست پس کوشش می‌شود تا آنجا که ممکن است این کمترین حفظ گردد.

 

2-3-2- محدودیت فشار :

  بیشترین فشار در شبکه لوله‌کشی  باید به اندازه‌ای باشد که لوله‌ها بتواند آن را مخصوصاً در جای پیوندها تحمل نمایند. خطر ترکیدن لوله در نقاط پست و گود  و در نیمه شبها که جریان آب در شبکه ناچیز و در نتیجه افت فشار به کمترین و فشار به بیشترین خود می‌رسد بیشتر می‌گردد. استاندارد وزارت نیرو بیشترین فشار را در شبکه 5 تا 7 اتمسفر تعیین کرده است. در ایران انتخاب بیشترین فشاری بیش از 5 تا 6 اتمسفر درست نیست. زیرا افزایش فشار درشبکه به جز کاهش ایمنی در برابرشکسته شدن لوله مقدار نشت و درصد هدر رفتن آب را نیز به شدت می‌افزاید.

کمترین فشار آب در شبکه باید به اندازه‌ای باشد که در ابتدای هر انشعاب فشار لازم برای مصرف‌کننده در لوله وجود داشته باشد. این فشار باید نیازهای زیر را تأمین نماید.

یک – افت فشارهای پدید آمده در لوله انشعاب، شیر ورودی آب به ساختمانها و شیر یک سویه را جبران نماید.

دو - افت فشار پدید آمده در کنتور آب را جبران نماید. باید توجه داشت که افت فشار در کنتور آب بر خلاف افت فشارهای موضعی دیگر معمولاً زیاد و در حدود 2 تا 6 متر و گاهی تا 10 متر ارتفاع آب می‌رسد.

سه – افت فشار لوله‌کشی درون هر طبقه از ساختمان را جبران نماید. (بسته به بلندی هر طبقه و پیچ و خم لوله‌کشی در آن میان 1 تا 4 متر ارتفاع آب).

چهار – بلندی طبقه‌های ساختمان را جبران نماید. (اشکوب اول 4 متر و بقیه اشکوبها هر یک 3 متر).

پنج – در شیری واقع در ارتفاعی دو متر بالاتر از آخرین طبقه، دست کم 3 متر فشار در آب باقی بماند. با توجه به نیازهای نام برده کمترین فشار مناسب بسته به تعداد طبقه‌های ساختمانهای موجود در  در جدول (2-1) داده شده‌اند.

در محاسبه‌های ابتدایی و به طور تقریبی می‌توان کمترین فشار لازم در شبکه را برای های بزرگ 40 متر و برای های کوچک 30 متر و برای روستاها تا پیرامون 20 متر اختیار نمود. به علت محدودیت‌های نام برده سازمانهای آب منطقه‌ای معمولاً تأمین فشار کافی در ساختمانهای بیش از پنج طبقه را متعهد نمی‌گردند و فشار لازم در شبکه درونی آسمانخراشها باید توسط تأسیسات ایجاد فشار ویژه‌ای تأمین گردد.

 

 

 

جدول شماره (2-1)- کمترین فشار مناسب در شبکه، بر حسب متر ارتفاع آب در برابر هر ساختمان

 

پیشنهاد میگردد در این پروژه آب شرب سایت از انشعاب آب شهری و با ایجاد خط انتقال جهت جلوگیری از هزینه احداث تصفیه خانه آب استفاده گردد.

 

2-4-لوله­های شبکه آبرسانی :

لوله­های مورد استفاده در شبکه توزیع آب شرب از جنس پلی اتیلن با فشار کاری 12 اتمسفر می­باشند، که در زیر به برخی از ویژگی­های این نوع لوله می­پردازیم:

-       مقاومت خوب در مقابل خورندگی از داخل و خارج.

-       مقاومت ضعیف در مقابل نیروهای خارجی، تغییر شکل‌پذیر در قطرهای بزرگ(لوله‌هایG.R.P)وآسیب‌پذیری در مقابل ضربات.

-        سهولت حمل و نقل.

-       سهولت نصب.

-       سهولت تعمیر و تعویض

-       ضریب زبری خیلی خوب.

-       محدودیت ساخت برای لوله‌هایP.V.C و پلی‌اتیلن دراقطار بیش از400میلیمتر(این محدودیت برای لوله‌هایG.R.Pوجود ندارد)

 

2-5- شیرها :

شیرها دستگاههایی هستند که برای قطع و وصل، تنظیم و یا برداشت آب و هوا در شبکه به کار برده می‌شوند. تعداد آنها بسیار زیاد و بسته به نوع کار آنها عبارتند از:

 

2-5-1- شیرهای قطع و وصل :

  این شیرها برای قطع جریان در یک لوله و یا یک بخش از شبکه به کار رفته. شیرهای قطع و وصل به تعداد کافی در نقاط مورد لزوم یعنی پس از هر انشعاب پیش‌بینی گردیده است. به طوری که بتوان با بستن آنها هر شعبه را در شبکه از بقیه بخشهای آن جدا نمود. شیرهای قطع و وصل دارای انواعی گوناگون هستند مانند شیر کشویی، شیر مخروطی، شیر سماوری، شیر دیافراگمی، شیر حبابی و شیر پروانه‌ای. پرمصرف‌ترین نوع شیرهای نام برده شیرهای قطع و وصل کشویی و پروانه‌ای هستند. باز و بسته شدن شیر کشویی در شبکه‌های پخش آب برای قطرهایی تا دست بالا 250 میلیمتر مانند شکل (2-2) با کمک میله انجام می‌گیرد تا نزدیکی سطح زمین رسیده و سر آن در زیر دریچه‌ی چدنی در کف خیابان قرار دارد. با پیچاندن این میله با کمک اهرمی، کشویی درونی شیر بالا و پایین رفته و جریان آب را وصل و قطع می‌کند. پوسته‌ی بیرونی این شیرها معمولاً چدنی و کشوی درونی آنها از آلیاژهایی نظیر برنج ساخته می‌شود. وزن این شیرها نسبتاً زیاد است. برای نمونه یک شیر به قطر 300 میلیمتر پیرامن 250 کیلوگرم وزن دارد. پس باید زیر آن تکیه گاه بتنی پیش‌بینی نمود تا نیروی وزن آن سبب شکستن لوله نشود.

 

شکل شماره (2-2) شیر قطع و وصل کشویی

 

2-5-2–  شیرهای یک سویه :

 این شیرها برای یک سویه کردن جریان آب در لوله به کار می‌روند. موارد کاربرد این شیرها در شبکـه پخـش آب بسیـار و مهمتــریـن آنهـا در انشعـاب ساختمان­ها است. وجود این شیــر سبـب می‌گردد تا در مواقعی که فشار در شبکه کاهش می‌یابد آب شبکه درونی ساختمان به شبکه بازنگردد. این موضوع به جز مراعات جنبه‌های بهداشتی برای جلوگیری از ورود هوا به درون شبکه توزیع آب لازم می‌باشد. انواع شیرهای یک سویه عبارتند از شیر یک سویه لولایی (بادبزنی) ، شیر یک سویه سوپاپی، گلوله‌ای، و شیر یک سویه فنری. در مواردی که در یک انشعاب خطر آلودگی زیاد باشد (مانند انشعاب آب مصرفی تصفیه‌خانه‌ی فاضلاب) در آغاز انشعاب از سیستم برگشت‌ناپذیری مرکب از دو شیر یک سویه سری که میان آنها یک شیر تخلیه اتوماتیک جای دارد استفاده می‌کنند. هنگام کاهش فشار در شبکه آب هر دو شیر یک سویه بسته شده و شیر تخلیه باز می‌شود تا هر گونه آب آلوده‌ای میان دو شیر یک سویه، به بیرون تخلیه گردیده و برگشت جریان آب به شبکه کاملاً امکان‌ناپذیر گردد

 

2-5-3–  شیرهای هواگیر:

  ممکن است به علت مکش‌های کوتاه مدت در برخی از بخش‌های شبکه لوله‌کشی ، هوا وارد لوله‌ها گردد و نیز بخشی از هوای محلول در آب به علت کم بودن سرعت جریان به صورت حبابهایی از آب جدا شده و از جمع شدن آنها فضاهایی از هوا در لوله‌های آب ایجاد می‌شوند که به علت سبکی آنها به سوی نقاط بلند شبکه لوله‌کشی کشیده شده و در آنجا جمع می‌شوند.

 

2-5-4-  شيرهاي فشارشكن :

وقتي فشار آب بيش از حد نياز باشد از فشار شكن استفاده مي شود. (در سطوح شيب دار وقتي فشار آب بيش از حد تحمل لوله ها باشد و وقتي فشار آب بيش از فشار مورد نياز باشد و در موارد مشابه.) محل نصب فشار شكن در نقاط مرتفع خواهد بود.

 

2-5-5-  شیرهای تخلیه:

 ذرات ریز ماسه و نیز ذرات ناشی از کنده شدن مواد ته‌نشین شده درون لوله‌ها به علت وزن زیاد خود به نقاط گود شبکه رانده شده و در آنجا جمع می‌گردند. پس در این نقاط باید شیرهای برای تخلیه مواد جامد مزبور و شستشوی لوله کار گذاشت.

 

2-5-6-  شیرهای آتش‌نشانی:

 شیرهای آتش‌نشانی و یا هیدرانت‌ها برای برداشت آب توسط مأموران اداره آتش‌نشانی پیش‌بینی می‌گردند. با توجه به درازای شلینگ‌های برزنتی اداره‌های آتش‌نشانی فاصله شیرها از هم باید 100 تا 150 متر باشد. با توجه به اهمیت اطفاء حریق در بوستان حداکثر فاصله شیر­های آتش­نشانی را 100 متر در نظر گرفته­ایم. جای آنها کنار پیاده‌روها به فاصله 50 متر سانتیمتر از سواره‌رو و نزدیک چهارراهها می‌باشد. در مناطقی که احتمال آتش‌سوزی خیلی زیاد است فاصله‌ها باید به 100 متر کاهش یافته و در مناطقی که خطر آتش‌سوزی خیلی کم و یا شبکه آب قادر به پاشیدن مستقیم آب نباشد می‌توان فاصله‌ها را از 150 متر بیشتر انتخاب نمود. شیرهای آتش‌نشانی به دو گونه ساخته می‌شوند. شیرهای روی زمینی برابر شکل(2-3) در گذرگاههایی که احتمال برخورد و وسایل نقلیه به آنها در میان نباشند. شیرهای زیرزمینی مانند شکل (2-4) ارزانتر و در برابر یخ‌بندان مطمئن‌تر ولی دسترسی به آنها سخت‌تر و در زمستان‌ها در اثر ریزش برف پیدا کردن آنها مشکل می‌گردد. برای رفع این عیب باید از علامت‌هایی استفاده نمود که فاصله جای دریچه را از جای علامت در دو جهت نشان می‌دهند. این علامت‌ها، که به صورت صفحه‌‌ی چدنی ساخته می‌شوند، باید یا روی پایه‌های بتنی قرار گیرند و یا روی دیوارهای مجاور خیابان در ارتفاع دو متری از کف پیاده‌رو و در محلی که دیدن آن آسان باشد کار گذاشته شوند.

قطر لوله‌های شیر آتش‌نشانی روی زمینی 80 تا 100 میلیمتر و قطر لوله‌های شیرهای آتش‌نشانی زیرزمینی 70 تا 80 میلیمتر انتخاب می‌گردند. شیرهای آتش‌نشانی ممکن است مانند شکل‌های (2-3) و (2-4) مستقیماً روی لوله شبکه آبرسانی کار گذاشته شوند. شیر­های مورد استفاده در این پروژه از نوع  زمینی میباشند.

 

2-5-6-1-  نحوه استفاده از شیرهای آتش‌نشانی :

قبل از طراحی شبکه‌های توزیع آب و پیش‌بینی شیرهای آتش‌نشانی می‌بایستی نحوه استفاده از این شیرها و روش آتش‌نشانی در منطقه بررسی شود. در مناطقی که سازمان آتش‌نشانی در آنها موجود است ترکیب اکیپ‌های مربوطه و نحوه عمل آنها معمولاً به شرح زیر می‌باشد:

یک اکیپ کامل آتش‌نشانی شامل دو ماشین تانکر آب‌پاش و یک ماشین حمل شیلنگ (حاوی 15 قطعه شیلنگ 30 متری) و یک ماشین حامل موتور پمپ ( به ظرفیت 1200 لیتر بر دقیقه و فشار 8  اتمسفر) است. دو ماشین تانکر آب‌پاش در نزدیکی محل آتش‌‌سوزی مستقر می‌شوند. از نزدیکترین شیر آتش‌نشانی، یک باد دو شیلنگ به هر ماشین آب‌پاش متصل می‌شود.

مقدار افت فشار در هر شلینگ با توجه به مشخصات آن تعیین می‌گردد. مقدار افت فشار در 100 متر طول یک شیلنگ معمولی (با جدار داخلی لاستیک) با توجه به بده گذرنده از آن حدوداً مطابق جدول (2-2) می‌باشد.

 

جدول (2-2) افت فشار در هر 100 متر طول شیلنگ به ازاء قطرهای مختلف (بر حسب متر)

 

* معمولاً در شهرهای ایران از شلینگ ²5/3  استفاده می‌گردد.

ماشین حامل موتور پمپ معمولاً در تمام شهرها وجود ندارد و جهت استفاده برای مواقعی است که فشار آب در شبکه جهت تأمین آب تانکرها کافی نباشد و با برداشت آن به طور مستقیم از شبکه انجام نشود.

جهت اطفاء حریق بوستان از تعدادی شیر هیدرانت با فواصل 100 متر در نظر گرفته شده است. شیرهای آتش نشانی بر روی شبکه توزیع آب شرب قرار دارند و نیاز آبی آتش نشانی از این شبکه تامین خواهد شد.

جهت برآورد نیاز آتش نشانی، یک آتش سوزی همزمان در نظر گرفته شده است. شبکه آتش­نشانی از شبکه آب­شهری و از مخزن ذخیره آب استفاده خواهد شد.

شکل شماره (2-3)- شیرآتش نشانی زیرزمینی

 

2-6- گودای لوله‌های آبرسانی:

  گودای لوله‌های آبرسانی بسته به بیشترین درجه سرما و گرما در محل تعیین می‌گردد. در این پروژه با توجه به تاسیسات دیگری همچون برق، تلفن و فاضلاب و ... حداقل عمق کارگذاری لوله­های آب شرب 50 سانتیمتر از سطح زمین در نظر گرفته شده است. لوله­های آب شرب و آبیاری داخل یک ترانشه بطوریکه لوله آب شرب بالای لوله آبیاری و به فاصله 20 سانتیمتر از هم قرار گیرند.

 

2-6-1–  کندن ترانشه:

 کندن شیار جهت کارگذاری لوله با دست و یا با کمک بیل‌های مکانیکی انجام می‌گیرد.

 

2-7 – کارگذاری لوله‌ها:

  در موقع کارگذاری و پیوند لوله‌ها به همدیگر باید دقت به عمل آید که درون لوله کاملاً تمیز باشد و در صورت لزوم با بابرس فلزی تمیز گردد و عایق بیرونی آن آسیب نبینند.

 

2-8 – آزمایش فشار:

 پس از پایان یافتن کار پیوندها و اطمینان بر آب‌بندی آنها و پیش از پر کردن ترانشه باید خط لوله‌های ترانشه باید خط لوله‌های شبکه توزیع، زیر آزمایش فشار نتیجه‌ی مثبتی را نشان دهد.

 

2-9 – پر کردن ترانشه :

 پس از پایان آزمایش فشار و اطمینان بر آب‌بندی شبکه روی لوله را خاکریزی می‌کنند.

 

2-10 – عیب‌یابی در شبکه لوله‌کشی :

 ‌ در صورتی که در شبکه لوله‌کشی موجود در  مقدار تلفات آب از اندازه معمولی 5 تا 10 درصد بیشتر باشد باید جای نشت آب را در شبکه پیدا نمود. برای این کار از دستگاههایی به نام نشت‌یاب استفاده می‌شود.

شخص جستجوکننده با قرار دادن این دستگاه روی زمین صدای نشت آب را که توسط دستگاهی تقویت می‌شود با کمک گوشی مخصوصی می‌شنود و به محل نشت پی برده و پس از کندن زمین آن را تعمیر می‌نماید.