Proračun kudne vodovodne instalacije po ing Briks-u 1.1. Uvodna razmatranja Kod kudne vodovodne instalacije se susredemo sa različitim izljevnim mjestima, različitim po količinama vode koju koriste, po učestalosti korištenja, po vremenu korištenja i sl.. Zadatak nam je tako projektirati instalaciju da i u najnepovoljnijem slučaju imamo dovoljne količine vode na svim izljevnim mjestima. Klasični inženjerski pristup bi tražio da se odredi taj najnepovoljniji slučaj (lako je zaključiti da je to kad su otvorena sva izljevna mjesta) i da se prema njemu odrede promjeri cijevi. Tako određeni promjeri bili bi nepotrebno veliki jer nije realno da bi se slučaj istovremene otvorenosti svih izljevnih mjesta dogodio. 1.2. Osnove proračuna Svakom izljevnom mjestu se dodjeljuje nova računska vrijednost nazvana izljevna jedinica (jedinica opteredenja). Broj izljevnih jedinica, koji se pridružuje svakom izljevnom mjestu, određen je iskustveno na osnovu prirode svakog izljevnog mjesta, učestalosti korištenja, vremena otvorenosti i sl.. Popis izljevnih mjesta (armatura) i njima pripadajudih izljevnih mjesta je dat tablično. Za proračun je bitno odrediti mjerodavno izljevno mjesto, najnepovoljnije izljevno mjesto, mjesto koje je na najvedoj nadmorskoj visini i na najvedoj udaljenosti od priključka. 2.1. Redoslijed postupaka pri proračunu unutarnje vodovodne instalacije po ing Briksu 1. Na osnovi arhitektonskih nacrta odrediti položaj cijevi od priključka do svakog izlijevnog mjesta. 2. Odrediti promjer cijevi koristedi se iskustvenom tablicom za promjere ogranaka (Tablica 1) i tablicom za promjere prema ukupnom broju izljevnih mjesta (Tablica 2). 3.
Svakom izljevnom mjestu pridružiti odgovarajudu jedinicu opteredenja iz tablice (Tablica 3)
4.
Nacrtati izometrijsku shemu vod. mreže sa sljededim podacima: - jedinice opteredenja za svako izljevno mjesto - dužine svih cijevi ( u metrima) - promjeri svih cijevi - jedinice opteredenja svake cijevi - kote etaža objekta i kota mjerodavnog izlijevnog mjesta.
5. Odrediti mjerodavnu trasu ( najduža i najviša trasa). 6.
Odrediti čvorne točke mjerodavne trase ( točke račvanja,promjene promjera).
7. Za svaku dionicu mjerodavne trase odrediti (Tablica 4) otpor po metru dužine (specifični otpor ) na osnovu promjera i jedinice opteredenja te dionice. 8. Napraviti proračun u obliku tablice i odrediti ukupni gubitak tlaka na mjerodavnoj trasi ( u «dbarima»). 9. Zbrojiti proračunati ukupni gubitak, gubitak u vodomjeru ( dogovorno 5 dbara) i gubitak na geodetskoj visini (visina od priključka do mjerodavnog izljevnog mjesta). Raspoloživi tlak na priključnom mjestu ( podatak vodovoda ) pretvoriti u dbare i od tog tlaka oduzeti zbroj svih gubitaka, čime dobijemo slobodni nadtlak. Ako je vrijednost nadtlaka veda od 5 dbara projekat se usvaja. Ako je manji treba usvojiti vede promjere cijevi i ponoviti proračun dok ne dobijemo nadtlak vedi od 5 dbara.
2.2.
Smjernice za određivanje trase cjevovoda unutarnje vodovodne instalacije
Temeljni zahtjev koji se treba poštivati je da se cjevovod postavi na najjednostavniji način, najkradim putem od vodomjernog okna do svakog izljevnog mjesta -
Promjena pravca je moguda samo pod kutem 90°. Vertikalu teba postaviti tako da se nalazi oko sredine katne vodovodne instalacije, radi ravnomjernije opskrbe izljevih mjesta. Horizontalne grane i ogranci se u sanitarnim prostorijama vode na visini od 60 cm od gotovog poda, a uobičajeni položaj izljevnih mjesta je vidljiv sa crteža. Svaka sanitarna prostorija treba imati barem jedan ventil kojim je mogude zatvoriti protok. Cijevi u podu se vode na dubini od 10 cm od gotovog poda. Cijevi se ne smiju postavljati tako da u slučaju nestanka vode u cjevovodu ostanu tzv zračni džepovi npr obilazak oko vrata sa gornje strane.
2.3. Uobičajeni položaj izljevnih mjesta u sanitarnim prostorijama (razmaci i visine armatura)
3.
Projektiranje kudne vodovodne instalacije
3.1. Projektiranjem kudne vodovodne instalcije se određuje -
Trasa cjevovoda, položaj cijevi unutar objekta. Promjeri cijevi, dužine dionica, mjesta vodomjernog okna i priključka na vanjsku vodovodnu mrežu. Hidraulički proračun kudne vodovodne instalcije 3.2. Podloge na osnovu kojih se obavlja projektiranje a) Arhitektonski projekti objekta u odgovarajudem broju projekcija. b) Podaci od javnog vodovodnog poduzeda bitni za projektiranje: mjesto priključka na VVM, tlak na mjestu priključka (piezometarski tlak ili tlak i kota priključka). c) Tablice sa podacima za određivanje promjera i za hidraulički proračun. 3.3. Redoslijed aktivnosti kod projektiranja
1. Na osnovu podloga se odredi trasa cjevovoda od priključka na VVM do prodora u objekat i položaj vodomjernog okna. 2. Odredi se položaj cijevi unutar objekta od prodora do svakog izljevnog mjesta. 3. Na osnovu iskustvenih tablica se izvrši prethodno određivanje promjera cijevi. 4. Hidrauličnim proračunom se provjeri raspoloživi tlak na mjerodavnom mjestu i donese zaključak. 4. Dijelovi cjevovoda kudne instalacije Kudni cjevovod se sastoji: - Kudnog priključka, uvjetno - Razvoda - Vertikala - Grana Kudni cjevovod se dijeli na vodovodni i kanalizacijski (Kanalizacijski cjevovod je prikazan na prethodnoj shemi) Kudni priključak je cijevovod od uličnog voda do vodomjernog okna. Uvjetno je dio kudne instalacije jer strogo gledano kudna instalacija započinje od vodomjera. Slično je kao kod kanalizacijskog sustava imamo kanalizacijsko okno. Te de fakto kanalizacija počinje od kolektora. 4.1. Razvod Razvod je dio instalacije od vodomjera do vertikla. Može biti izveden kao donji (u podrumu) ili kao gornji (na gornjim etažama objekta). Češde se koristi donji razvod a može biti ispod temeljne ploče ili ispod podrumskog stropa. 4.2. Vertikale Vertikale su djelovi instalacije koji vodom ospskrbljuju sve etaže objekta. Postavljaju se u naknadno ukopane kanale ili u projektirana instalacijska okna. 4.3. Grane i ogranci Grane i ogranci su dijelovi instalacije koje po etažama opskrbljuju izljevna mjesta vodom. Njihovi promjeri su najčešde određeni promjerom sanitarne armature izljevnog mjesta ( najčešde ½ “)
4.4 Shema kudnog cijevovoda sa razdjelnikom, vrlo često se primjenjuje u novije vrijeme
5. Prethodno određivanje promjera cjevovoda Promjeri se unose na aksinometrijsku shemu cjevovoda koju je nužno nacrtati u ovoj fazi projektiranja.Promjeri se određuju na osnovu iskustvene tablice.
Tablica1 ( promjeri na osnovi vrste izljevnog mjesta)
Tablica 2 (promjeri na osnovi ukupnog broja izljevnih mjesta)
Tablica 3 (broj jedinica opteredenja po vrsti izljevnog mjesta) 6. Hidraulični proračun kudne instalacije Fizkalni proračun na osnovu trenja i lokalnih gubitaka 6.1. Prije nego što se upustimo u sami proračun, zapitati demo se što je zadatak hidrauličkog proračuna kudne instalcije? Hidrauličkim proračunom provjeravamo hode li projektirani cjevovod imati dovoljan tlak na izljevnim mjestima. Cjevovod treba biti tako projektiran da gubitci na tlaku, koji u njemu nastaju, budu manji od tlaka VVM i da “ostane” tlaka i za normalan rad armature. Tlak koji treba “preostati” da bi projekat zadovoljio teba biti vedi od 0,5 bara (5 metara VS). 6.2. Objasnimo pojam ”gubitak” u hidrauličkom proračunu Pod gubitkom prodrazumjevamo gubitak na tlaku odnosno pad tlaka od ulaza do nekog izljevnog mjesta. Na ulazu dobivamo tlak od VVM koji se protjecanjem kroz instalaciju smanjuje zbog gubitaka usljed trenja o stjenke cjevovoda i zbog lokalnih gubitaka zbog vrtloženja zbog promjene pravca, račvanja,prolaska kroz armaturu i sl..
6.3. Fizikalni proračun Ved smo rekli da se gubitci mogu podjeliti na : -gubitke usljed trenja -lokalne gubitke Gubitci usljed trenja se računaju: ht=· l/d· v2/2g gdje su : - koeficijent trenja vode o cijev l - duljina cijevi m d- promjer cijevi m v- brzina strujanja m/s g- zemljino ubrzanje m/s2 Iako ovakav proračun odgovara fizikalnim pogledima na ovu problematiku on ima neke nedostatke (prekompliciran, velika ovisnost o koeficijentima i koji se usvajaju i mogu dati značajno odstupanje od stvarnosti) pa je za hidraulički proračun kudne instalacije razvijeno više postupaka od kojih najvedu primjenu ima tzv. proračun po ing. Briks-u (Josefu Briks-u) po kojem demo raditi proračun. 7. PRORAČUN VODOVODA Proračun maksimalno potrebne količine sanitarne vode (l/s), dimenzije sanitarnog voda Dimenzioniranje kudne 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 vedinu sanitarnih izljevnih mjesta 0.5 bara, osim za WC s ispiralicom 1.2 bar) Za odabir odgovarajudeg 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
7.1. 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
Količina vode koja protječe u određenoj dionici cjevovoda određujemo prema broju jedinica opteredenja JO. Jedinice opteredenja 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 1JO=0.47 l/s Švedska 1JO=0.30 l/s Rusija 1JO=0.20 l/s Odnos između protočne količine vode i jedinica opteredenja:
(jedinice opteredenja se ne uzimaju u punom broju nego kao drugi korijen tog broja. U tome se nalazi faktor istovremenosti ϕ).
7.2 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
Brzina vode u cijevima može se izračunati iz izraza:
Brzina strujanja vode u cjevovodu w ≤ 2 m/s (da nema šumova i vibracija) (0.5 − 2 m/s)
7.3 GUBITAK TLAKA Uvjet koji se mora ispuniti – ni i jednom vodu gubitak tlaka ne smije biti vedi od raspoloživog (zbog toga se moraju ustanoviti gubici tlaka)
Hu- minimalni tlak u uličnom vodu na mjestu priključka (od uprave komunalnog vodovoda) hg-visina najvišeg izljevnog mjesta (visinska razlika od uličnog cjevovoda do najvišeg izljeva) hi-izljevni tlak (tlak istjecanja – sanitarni izljevi 0.5 bara, Sprinkler mlaznica 0.7 bara, požarni hidrant 2.5 bara) hv-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 ht: Ht= Hu- hg- hi- hv 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 opteredenja 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.
Primjer 1: Dimenzioniranje vodova vodovoda obiteljske kude
Sada bi bilo najbolje napraviti tablicu u koju su upisani svi sanitarni predmeti te predmeti koji troše hladnu vodu HV ili toplu vodu TV.
Crvenom bojom označeni su topli vodovi dok su plavom bojom označeni hladni vodovi. Uvrštavanjem u formule dobije se:
I. način: računanje Protočna količina vode spojnog (priključnog voda) vodovoda:
Odabrani promjer spojnog (priključnog) voda vodovoda DN 25 (∅30x2.6, du=24.8 mm, v=1.76
m/s).Provjera brzine strujanja u armaturi ⇒ provjeriti prema Nomogrami za odredivanje promjera cijevi jesu graficki prikazani podaci dobiveni racunanjem uporabom razlicitih teorijskih i iskustvenih formula. Na slici je nomogram za odabiranje promjera cijevi. Na njemu su tri uspravne crte na odredenoj udaljenosti na kojima su oznaceni protoci tekucine, brzine strujanja i promjeri cijevi.. Za quk=0.85 l/s i odabrani NO25 brzina u armaturi iznosi približno: WA=1.96 m/s.
Nomogram za odabiranje veličina (brzine, promjera cijevi ili protoka)
II. način: Pomodu tablice Gubici pritiska u čeličnim navojnim cijevima zajedno s pojedinačnim gubicima.
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 se nađe onaj promjer cijevi čija se brzina krede u traženim granicama. (Razvodni vodovi ⇒ 1.0 − 2.0 m/s)
III. način: očitavanje iz tablice u podlogama – najbrže, najjednostavnije i najnetočnije Očitano u grubo iz tablice za ΣJO = 11.5-15.5 i proizlazi quk=1.10 l/s. Za količinu vode quk=0.8-1.15 l/s iz tablice slijedi odabrani promjer DN25. Provjera brzine strujanja vode u armaturi za DN25 i quk=1.10 l/s dobijamo W= 2.52 m/s.
