ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η ύδρευση και η αστική υδραυλική αποτελούν δύο σημαντικές και αναπόσπαστες πτυχές της τεχνολογίας που συνδέονται με την παροχή και διαχείριση του ύδατος στις αστικές περιοχές.
Ύδρευση:
Η ύδρευση αναφέρεται στην παροχή και διαχείριση του ύδατος για διάφορες χρήσεις, όπως η πόση, η βιομηχανία, η γεωργία και άλλες ανθρώπινες ανάγκες. Αποτελεί τη διαδικασία της παροχής καθαρού πόσιμου νερού, της αφαίρεσης ρύπων και της εξασφάλισης ασφαλούς και αποτελεσματικής διαχείρισης του ύδατος για τις ανάγκες της κοινωνίας.
Αστική Υδραυλική:
Η αστική υδραυλική ασχολείται με το σχεδιασμό, την κατασκευή και τη συντήρηση των υδραυλικών συστημάτων εντός των αστικών περιοχών. Αυτά τα συστήματα περιλαμβάνουν τους αγωγούς νερού, τις δικτυακές υποδομές, τις αποχετεύσεις και άλλες υποδομές που απαιτούνται για την ασφαλή και αποτελεσματική παροχή νερού, τη διαχείριση των αποβλήτων και την αντιμετώπιση των προκλήσεων της αστικοποίησης.
Η συνεχής ανάπτυξη των αστικών περιοχών καθιστά απαραίτητη την καλή διαχείριση των υδάτινων πόρων, τη διασφάλιση της ποιότητας του πόσιμου νερού και την αποτελεσματική απομάκρυνση των αποβλήτων. Και οι δύο αυτές έννοιες εργάζονται από καταρτισμένους επαγγελματίες για να διασφαλίσουν τη βιώσιμη ανάπτυξη και την προστασία του περιβάλλοντος, εξασφαλίζοντας ένα υγιές και ασφαλές περιβάλλον για όλους μας.
Καταναλωση νερου
Για τη μελέτη ενός υδρευτικού έργου πρέπει να λαμβάνεται υπ όψιν ο χρόνος ζωής του από τον οποίο προκύπτει η περίοδος σχεδιασμού. Η περίοδος σχεδιασμού εξαρτάται
- αρχικό κόστος
- αύξηση πληθυσμού
- επιτόκιο αγοράς
- ευκολία επέκτασης
- τεχνική παλαίωση του έργου
Πρόβλεψη μελλοντικού πληθυσμού
Περιεχόμενα – κατανάλωση νερού:
- Πρόβλεψη μελλοντικού πληθυσμού
- Κατανάλωση νερού
κατανάλωση νερού μπορεί να είναι:
- οικιακή
- κατοικίες ξενοδοχεία για πόση καθαριότητα μαγείρεμα πότισμα ψύξη
- εμπορική και βιομηχανική
- η λειτουργία βιομηχανιών βιοτεχνιών γραφείων καταστημάτων
- δημόσια
- σχολεία νοσοκομεία εκκλησίες δημόσιες υπηρεσίες
- απώλειες
- λάθη μετρητών,
- διαρροές δικτύου,
- παράνομες συνδέσεις
Μονάδα μέτρησης:
η μέση ημερήσια κατανάλωση meanQ
Να βρεθεί η κατανάλωση νερού σε ένα μέρος σε 40 χρόνια από τώρα αν γνωρίζω ότι οι μόνιμοι κάτοικοι καταναλώνουν 200 l/d και οι τουρίστες 250 l/d. Δίνεται ο πληθυσμός των μόνιμων κατοίκων ανά δεκαετία:
Λύση:
Σύνολο τουριστών = 1743 + 252 + 1, 4 ⋅1960 = 4739 ( 1,4 = συντελεστής προσαύξησης, «αυθαίρετος» με βάση την εμεπιρεία)
Υποθέτω μια γεωμετρική αύξηση του πληθυσμού των τουριστών με ρυθμό αύξησης 2 %.
P40 = 4733⋅( 1+ 2%)40= 10463,89 ⋍10464
Για τους μόνιμους κατοίκους υποθέτω πάλι γεωμετρική άυξηση και βρίσκω επιτόκιο ανά δεκαετία. 𝑒𝑥𝑝{𝑙(𝑡2−𝑡1)(𝑙𝑛𝑃2−𝑙𝑛𝑃1)}−1=𝜀
Για 1ο χρονικό διάστημα:
𝜀1=ⅇ110(ln2607−ln2486)−1= 0.00476
Για 2ο χρονικό διάστημα:
𝜀2=ⅇ110(ln2715−ln2607)−1= 0.00406
Για 3ο χρονικό διάστημα:
𝜀1=ⅇ110(ln3044−ln2715)−1= 0.0115
Άρα για τους μόνιμους κατοίκους χρησιμοποιώ το τελευταίο επιτόκιο (υπόθεση):
P40 = Po (1 + ε ) 40 = 3044 (1+0.0115)40 = 4809
Συνεπώς η κατανάλωση του νερού μετά από 40 χρόνια θα είναι:
Κ = 10464 + 4809 ⋅250 l/d = 3.295.050 l/d = 329505 m3 /d
Στοιχεια δικτυου υδρευσης
Χαλυβδοσωλήνες
Χρησιμοποιούνται:
- όταν η απαιτούμενη διάμετρος είναι μεγάλη και αναπτυσσόμενες πιέσεις υψηλές
- είναι φθηνότερος και ελαφρύτερος (σε σχέση με χιτοσιδερένιο σωλήνα)
- έχει μικρότερη αντοχή στις αρνητικές πιέσεις που δημιουργούνται με τα φαινόμενα πλήγματος.
- Υπάρχει μεγάλος κίνδυνος διάβρωσης από διαβρωτικά νερά και εδάφη. Αν δεν γίνει διάβρωση η διάρκεια ζωής μπορεί να ξεπεράσει τα 50 χρόνια
Ελάχιστο πάχος
το ελάχιστο πάχος για Χαλυβδοσωλήνες εξαρτάται από 3 παράγοντες:
- εύκολη παραμόρφωση από επίδραση κινητών φορτίων καθώς και φορτίων επίχωσης.
- Μειωμένη αντοχή στις αρνητικές πιέσεις
- ελάχιστο πάχος για αντιμετώπιση της διάβρωσης
Διάβρωση
χημική διαδικασία κατά την οποία τα υλικά του περιβάλλοντος αντιδρούν με το υλικό προκαλώντας φθορές. Προκαλείται εξωτερικά και εσωτερικά:
μεγάλη σημασία έχει το είδος του εδάφους:
ισχυρά διαβρωτικά εδάφη είναι αυτά που περιέχουν τύρφη, τέφρα, γύψο, άνθρακα, σκουριές, βαλτώδη εδάφη
|
Υλικά για εξωτερική προστασία: |
Υλικά για εσωτερική προστασία: |
|
Ασφαλτος: φθορές κατά την μεταφορά και τοποθέτηση |
ασφαλτος |
|
Λιθανθρακόπισσα |
τσιμεντοκονία η οποία τοποθετείται στο εργοστάσιο |
|
Τσιμεντοκονία |
εποξειδικές ρητίνες |
|
Πολυαιθυλένιο: καλύτερες φυσικές και χημικές ιδιότητες |
λιθανθρακόπισσα (περιέχει πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες οι οποίοι είναι καρκινογόνοι και δεν χρησιμοποιείται πλέον) |
|
εποξειδικές ρητίνες |
|
Συμπέρασμα για προστασία χαλυβδοσωλήνα
πολυαιθυλένιο εξωτερικά και τσιμεντοκονία εσωτερικά
- μέθοδος καθοδικής προστασίας:
- οι ράβδοι τοποθετούνται παράλληλα στον αγωγό και συνδεόμενοι λειτουργούν ως καθώς έτσι φθείρονται αυτές και προστατεύει τους σωλήνες. Διάρκειας ζωής ανόδων 10-20 χρόνια.
- Πηγή συνεχούς ρεύματος. Ο αγωγός συνδέεται με τον αρνητικό πόλο ενώ η ανοδική με τον θετικό πόλο. Οι άνοδοι αποτελούνται από γραφίτη ή κατάλοιπα σιδήρου. Υπάρχει κόστος μεταφοράς ρεύματος για μεγάλες αποστάσεις.
- συγκόλληση άκρων πρόσωπο με πρόσωπο
- σύνδεση με συγκόλληση μούφας. Το ένα άκρο του σωλήνα εισέρχεται στο διευρυμένο άκρο του άλλου και γίνεται εξωτερική συγκόλληση.
- Σύνδεση με φλάντζες. Οι φλάντζες έχουν οπές με σπείρωμα, οι σωλήνες ευθυγραμμίζονται και τοποθετούνται με τις φλάντζες πρόσωπο με πρόσωπο. Μεταξύ των 2 φλαντζών υπάρχει ελαστικός δακτύλιος. Οι φλάντζες βιδώνονται μεταξύ τους. Η σύνδεση αυτή μπορεί να παραλάβει αξονικές δυνάμεις και ροπές.
- ΣύνδεσηViking Jonshon
Επίσης υπάρχουν σωλήνες και από ανοξείδωτο χάλυβα (κραμα σιδήρου και άλλων μετάλλων (χρώμιο, νικέλιο, μολυβένιο, τιτάνιο). Ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει μεγάλη αντοχή και δεν σκουριάζει. Το μειονέκτημά του είναι το μεγάλο κόστος. Χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου τα προβλήματα διάβρωσης είναι έντονα και τα άλλα υλικά αποτυγχάνουν.
Περιεχόμενα –
Στοιχεία δικτύου ύδρευσης :
- Χαλυβδοσωλήνες
- Χιτοσιδερένιοι σωλήνες
- Πλαστικοί σωλήνες
- Σωλήνες PVC
- Σωλήνες αμιαντοτσιμέντου
- Σωλήνες προεντεταμένου σκυροδέματος
- Σωλήνες οπλισμένου σκυροδέματος
- Μετά την υπέρβαση του ορίου διαρροής συμπεριφέρεται στο πλαστικό υλικό
- έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής έως 100 χρόνια
- διαβρώνονται (για αυτό λαμβάνονται μέτρα προστασίας της εσωτερικής και εξωτερικής τους επιφάνειας)
διακρίνονται σε 2 μεγάλες κατηγορίες τα θερμοπλαστικά και τα θερμοανθεκτικά πλαστικά.
|
Θερμοπλαστικά |
Θερμοανθεκτικά |
|
Πολυαμίνες |
Αμινοπλαστικά |
|
Πολυαιθυλένιο |
εποξειδικές ρητίνες |
|
πολυπροπυλένιο |
φαινολικές ρητίνες |
|
Πολυεστέρες |
ακόρεστοι πολυεστέρες |
|
χλωριούχο πολυβινύλιο |
|
Θερμοπλαστικά πλαστικά οι μοριακές αλυσίδες δεν έχουν σταθερή θέση και γι αυτό μετατρέπονται σε υγρά όταν θερμανθούν
στα θερμοανθεκτικά πλαστικά οι μοριακές αλυσίδες βρίσκονται σε απόλυτη σταθερή θέση και δεν παραμορφώνεται το υλικό κατά τη θέρμανση.
- πλαστικοί σωλήνες από χλωριούχο πολυβινύλιο χωρίζονται σε 2 είδη:
- μη πλαστικοποιημένο uPVC (σκληρό) και πλαστικοποιημένο pPVC (μαλακό)
- αντέχουν στα οξέα
- δεν σκουριάζουν
- είναι ελαφριοί
- λείοι εσωτερικά
- η αντοχή τους ελαττώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του διερχόμενου ρευστού. Επίσης, μειώνεται από την συνεχή φόρτιση και σταθερή θερμοκρασία.
- το μοριακό βάρος και η πυκνότητα χαρακτηρίζει τους παραγόμενους τύπους πολυαιθυλενίου.
- Χρησιμοποιούνται σε θερμοκρασίες μείον 40 έως 70°C
- αντέχουν στα οξέα
- λείοι εσωτερικά
- σχεδόν αυθραστοί στα ρεύματα της γης και στον παγετό
- μειώνεται η αντοχή όταν αυξάνεται η θερμοκρασία
- ευαίσθητοι στα λάδια και στα λίπη
- κακοί αγωγοί ηλεκτρισμού
- στην Ελλάδα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή δικτύων ύδρευσης
Κατασκευάζονται με 3 υλικά:
- ίνες γυαλιού για ενίσχυση του υλικού
- πολυεστερική ρητίνη σαν συνδετικό υλικό
- άμμος ( αδρανές υλικό)
Χαρακτηριστικά:
- δεν λιώνουν από τη θερμότητα σε αντίθεση με άλλα θερμοπλαστικά υλικά
- η ποιότητα και η αντοχή του σωλήνα εξαρτάται από τη διάταξη των υλικών
- δεν διαβρώνονται και αντέχουν στον παγετό και τις υψηλές θερμοκρασίες
- εσωτερικά λείοι
- δεν παράγονται στην Ελλάδα
έχουν αντοχή σε διάβρωση και ηλεκτρόλυση με λεία εσωτερική επιφάνεια. Επηρεάζουν την ποιότητα του νερού και δεν χρησιμοποιούνται πλέον.
- μπορούν να παραχθούν και επιτόπου
- είναι οικονομική μόνο σε μεγάλες διαμέτρους
- μεγάλη διάρκεια ζωής έως 75 χρόνια και μικρό κόστος συντήρησης
- μεγάλη αντοχή σε εξωτερικά φορτία
- όταν το έδαφος προσβάλλει το τσιμέντο τότε πρέπει να χρησιμοποιείται τσιμέντο ανθεκτικό στις ενώσεις του θείου.
- μικρή εφαρμογή σε έργα μεταφοράς νερού
- μεταφορά νερού σε μικρές αποστάσεις και όπου οι αναπτυσσόμενες πιέσεις είναι μικρές
- σωλήνες για σύνδεση κατοικιών με το δίκτυο
- επειδή το νερό μπορεί να μένει ακίνητο για διάστημα οι σωλήνες πρέπει να μη σκουριάζουν εσωτερικά και εξωτερικά. Για αυτό χρησιμοποιούνται σωλήνες από δικτυωμένο πολυαιθυλένιο.
μεταφορα νερου
Η μεταφορά του νερού από τη θέση υδροληψίας στη θέση της κατανάλωσης γίνεται με αγωγούς που ονομάζονται αγωγοί μεταφοράς. Οι αγωγοί μεταφοράς διακρίνονται στους ανοικτούς και στους κλειστούς
|
Ανοικτοί αγωγοί μεταφοράς |
κλειστοί αγωγοί |
|
έχουν ελεύθερη επιφάνεια |
η πίεση είναι μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική |
|
η πίεση του νερού στην επιφάνεια είναι ίση με την ατμοσφαιρική |
αγωγοί βαρύτητας |
|
τέτοιοι αγωγοί είναι οι διώρυγες και σήραγγες |
καταθλιπτικοί αγωγοί |
|
Χρησιμοποιούνται σε πεδινά εδάφη |
μπορούν να διέλθουν από χαράδρες λόφους και όρη |
|
η κλίση του εδάφους πρέπει να είναι ομαλή χωρίς συχνές αλλαγές |
έχουν μεγάλη αντοχή |
Περιεχόμενα –
Μεταφορά νερού:
- Εισαγωγή
- Αγωγοί βαρύτητας
- Καταθλιπτικοί αγωγοί
Οι αγωγοί βαρύτητας συνήθως συνδέουν λίγο το επισταμένες νερού οι οποίες βρίσκονται σε υψομετρική διαφορά. Το ζητούμενο σε ένα αυγό βαρύτητας είναι η εύρεση της κατάλληλης διαμέτρου που μπορεί να μεταφέρει μια συγκεκριμένη περιοχή που είναι γνωστή από τις ανάγκες κατανάλωσης.
Χάραξη αγωγών βαρύτητας
Εξέταση μηκοτομής:
- βάθος τοποθέτησης: 0.9 – 1.2 m
- εναλλαγή κλίσης κλάδων
- αποφυγή μακρών οριζόντων τμημάτων
- αποφυγή υπερ πιέσεων – σύνδεση με τα χαρακτηριστικά αγωγών
Υδραυλικός υπολογισμός αγωγού υπο πίεση:
οι αγωγοί αυτοί μεταφέρουν νερό από ένα αντλιοστάσιο σε μια δεξαμενή συγκέντρωσης
επεξεργασια νερου
Επεξεργασία νερού
Bασικά στάδια επεξεργασίας για υπόγεια νερά
- αερισμός
- αποσκλήρυνση εάν απαιτείται
- επαν ανθράκωση – διόρθωση PH
- διύλιση
- απολύμανση (χλωρίωση)
- αποθήκευση
- διανομή
Bασικά στάδια επεξεργασίας για επιφανειακά νερά
- Εσχαρισμός
- Καθίζηση
- προ απολυμανση
- διόρθωση Ph
- ταχεία ανάμιξη με κροκιδωτικό
- κροκίδωση – καθίζηση
- διύλιση
- οξείδωση
- προσρόφηση σε ενεργό άνθρακα
- απολύμανση
- διορθωση pH
- αποθήκευση
- διανομή
Περιεχόμενα –
Επεξεργασία νερού :
- Βασικά στάδια επεξεργασίας για υπόγεια νερά
- Βασικά στάδια επεξεργασίας για επιφανειακά νερά
διανομη νερου
Ένα δίκτυο διανομής νερού χωρίζεται στο εξωτερικό και το εσωτερικό υδραγωγείο.
Εξωτερικό υδραγωγείο:
διάταξη αγωγών μεταφοράς νερού από την υδροληψία στη δεξαμενή ρύθμισης του οικισμού. Περιλαμβάνει
- ανοικτούς αγωγούς βαρύτητας,
- κλειστούς αγωγούς υπό πίεση:
- βαρύτητας
- με άντληση
το εσωτερικό υδραγωγείο είναι το σύστημα διανομής ύδατος και περιλαμβάνει το άθροισμα των αγωγών που μεταφέρουν το νερό από τη δεξαμενή αποθήκευσης σε κάθε σημείο της υδροδοτούμενης περιοχής. Οι απαιτήσεις:
- η εξασφάλιση της απαιτούμενης παροχής σε κάθε σημείο του δικτύου με ικανοποιητική ταχύτητα
- η διατήρηση της πίεσης εντός των αποδεκτών ορίων
Το εσωτερικό δίκτυο σχεδιάζεται για τη μέγιστη παροχή που θα παρουσιαστεί στη ζωή του. Η μέγιστη αυτή παροχή εκφράζεται με τη μέγιστη ωριαία παροχή της ημέρας με την μεγιστη κατανάλωση maxQh.
Αυτή η μέγιστη παροχή κατανάλωσης οφείλεται στην οικιακή, βιομηχανική και κάθε άλλου είδους συνήθη χρήση του νερού. Δεν λαμβάνεται υπόψη η παροχή πυρκαγιάς διότι είναι μικρή η πιθανότητα να συμπέσει η πυρκαγιά με την ώρα της μέγιστης κατανάλωσης.
Οι κανονισμοί για τον υπολογισμό του εσωτερικού δικτύου διαφέρουν από χώρα σε χώρα. Παρακάτω παρουσιάζεται ο αμερικανικός και ο γερμανικός κανονισμούς για τον υπολογισμό του εσωτερικού δικτύου.
Οι αμερικάνικοι κανονισμοί συνιστούν τον υπολογισμό του εσωτερικού δικτύου που είτε με τη μέγιστη ωριαία παροχή της μέρας με τη μέγιστη κατανάλωση είτε με το άθροισμα της μέσης ωριαίας παροχής της μέρας με τη μέγιστη κατανάλωση και της παροχής πυρκαγιάς από τις 2 επιλέγει τη μεγαλύτερη.
Οι γερμανικοί κανονισμοί συνιστούν τον υπολογισμό του εσωτερικού δικτύου είτε με τη μέγιστη ωριαία παροχή της μέρας με η μέγιστη κατανάλωση είτε με το άθροισμα της μέγιστης ωριαίας παροχής που αντιστοιχεί στη μέση ημερήσια κατανάλωση και της παροχής πυρκαγιάς δηλαδή με το άθροισμα από τις 2 επιλέγετε μεγαλύτερη.
Έτσι υπολογίζονται οι ελάχιστες πιέσεις που θα παρουσιαστούν στο δίκτυο. Των ανώτατων πιέσεων επιλύεται το δίκτυο με την ελάχιστη ωριαία παροχή της μέρας με τη μικρότερη κατανάλωση η παροχή αυτή παρουσιάζεται κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Περιεχόμενα -Διανομή νερού :
- Εσωτερικό υδραγωγείο
- Εξωτερικό υδραγωγείο
- Ταχύτητες του νερού
- Διάμετρος σωλήνων
- Τραχύτητα σωλήνων
- Πιέσεις
- Γεωμετρία δικτύων
- Ακτινωτά δίκτυα
- Κλειστά δίκτυα
- Cross Darcy – Weisbach
- Cross Hazen – Williams
οι ταχύτητες του νερού σωλήνες του δικτύου ύδρευσης πρέπει να κυμαίνονται μεταξύ τους κάτω του ενός ανώτατου ορίου
το κατώτατο όριο είναι περίπου 0,5 m/s
το ανώτατο όριο δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 2 m/s
το ανώτατο όριο ταχύτητας μεταβάλλεται τους κανονισμούς των διαφόρων χωρών. Για παράδειγμα ο γερμανικός κανονισμός προβλέπει τα εξής όρια ταχυτήτων:
κύριοι αγωγοί δικτύων διανομής 1.0 -2.0 m/s
αγωγοί διανομής νερού 0.5 – 0.8 m/s
για τα εσωτερικά δίκτυα η τιμή 1.5m/s ως ανώτατο όριο θεωρείται ικανοποιητική
οι κανονισμοί για την ελάχιστη διάμετρο των σωλήνων διαφέρουν από χώρα σε χώρα. Οι διάμετροι που επιλέγονται θα πρέπει να υπάρχουν στο εμπόριο. Για κάθε υλικό υπάρχει μια σειρά διαμέτρων που περιέχουν τους καταλόγους των κατασκευαστών.
Στην Ελλάδα ως ελάχιστη διάμετρο χρησιμοποιείται η 90mm
στην Αμερική ως ελάχιστη διάμετρο χρησιμοποιείται η 150mm
κανονισμοί για την τραχύτητα των σωλήνων διαφέρουν από χώρα σε χώρα. Οι κατασκευαστές δίνουν την τραχύτητα του σωλήνα αλλά δεν είναι αντιπροσωπευτική με την πραγματικότητα, διότι σε ένα δίκτυο ύδρευσης υπάρχουν διάφορες συσκευές και εξαρτήματα όπως είναι οι βαλβίδες καθώς και ειδικά τεμάχια όπως είναι οι γωνίες και οι διακλαδώσεις. Αυτά τα εξαρτήματα δυσχεραίνουν την κίνηση του νερού και αυξάνουν τις απώλειες ενέργειας στους σωλήνες. Επίσης ακόμα παράγοντας που αυξάνει τις απώλειες ενέργειας είναι οι αποθέσεις που συγκεντρώνονται στα τοιχώματα των σωλήνων.
Άρα οι τιμές της τραχύτητας στον υπολογισμό πρέπει να αυξάνονται.
|
Είδος αγωγού |
τιμή τραχύτητας |
|
αγωγοί μεταφοράς |
0,1 |
|
αγωγοί εσωτερικών δικτύων |
0,4 |
|
δίκτυα ύδρευσης με πολλαπλούς βρόχους |
1 |
Στους σωλήνες σύνδεσης ενός κτιρίου με το δίκτυο ύδρευσης πρέπει να υπάρχει μια ελάχιστη πίεση η οποία καθορίζεται από 3 παράγοντες:
- από το ύψος του κτιρίου
- από τις απώλειες ενέργειας στη διαδρομή μέχρι τις υδραυλικές συσκευές του τελευταίου ορόφου
- από την απαιτούμενη διαθέσιμη πίεση ώστε να είναι δυνατή η λειτουργία των υδραυλικών συσκευών του τελευταίου ορόφου
η ελάχιστη απαιτούμενη πίεση δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 10 m = 1bar
Οι επιτρεπτές και επιθυμητές πιέσεις ενός δικτύου μεταβάλλονται από χώρα σε χώρα
σε ένα δίκτυο ύδρευσης υπάρχει:
- η ελάχιστη πίεση
- η ανώτατη πίεση
- η πίεση ηρεμίας
- πίεση αντοχής
Ανώτατη πίεση
Το ανώτατο όριο ποίησης του δικτύου εξαρτάται από την αντοχή των σωλήνων και την κατάσταση των συνδέσμων. Το ανώτατο όριο πίεσης είναι τα 60 m. Αν η πίεση είναι μεγαλύτερη τότε τοποθετείται βαλβίδα μείωσης της πίεσης στο κτίριο.
Πίεση ηρεμίας
Πίεση ηρεμίας του δικτύου αντιστοιχεί στην πίεση του δικτύου όταν το νερό είναι ακίνητο. Αυτό συμβαίνει κάποιες ώρες τη νύχτα όταν δεν υπάρχει κατανάλωση. Η πίεση ηρεμίας του δικτύου δεν θα πρέπει να υπερβαίνει τα 80m.
Πίεση αντοχής
Η διαφορά των 2 bar μεταξύ της πίεσης ηρεμίας και τις πηγές της αντοχής δίνεται για την αντιμετώπιση των πιέσεων που δημιουργούνται λόγω των φαινομένων του πληγματος. Άρα οι σωλήνες που χρησιμοποιούνται στα δίκτυα διανομής του νερού πρέπει να έχουν αντοχή τουλάχιστον 10atm.
Ελάχιστη πίεση
Ελάχιστη πίεση για πυρκαγιά Σύμφωνα με τους γερμανικούς κανονισμούς είναι τα 15 m και σύμφωνα με τους αμερικανικούς είναι τα 14 m.
γεωμετρια δικτυων
- Δίκτυο λέγεται κάθε σύστημα αγωγών που μεταφέρει ρευστά.
- Αγωγός λέγεται κάθε τμήμα του δικτύου με σταθερή διατομή ευθύγραμμο ή περίπου ευθύγραμμο με σταθερά υδραυλικά χαρακτηριστικά. Δηλαδή παροχή τραχύτητα
- Κόμβος λέγεται το άκρο ενός σωλήνα: οι κόμβοι διακρίνονται σε κόμβους συνδέσεις και κόμβους σταθερού φορτίου. Κόμβος σύνδεσης είναι το σημείο όπου 2 ή περισσότεροι αγωγοί συνδέονται μεταξύ τους στο σημείο αυτό το νερό μπορεί να εισέρχεται ή να εξέρχεται από το δίκτυο. Κόμβος σταθερού φορτίου είναι το σημείο το οποίο συνδέεται με μια δεξαμενή ή με ένα φράγμα είναι μια περιοχή που έχει σταθερή πίεση.
- Βρόχος ενός δικτύου λέγεται ένα κλειστό κύκλωμα σωλήνων το οποίο δεν περιέχει άλλο κλειστό κύκλωμα σωλήνων
- Ψευδό βρόχος υπάρχει στο δίκτυο όταν υπάρχουν 2 ή περισσότεροι κόμβοι σταθερού φορτίου. Ο ψευδο βρόχος αποτελείται από τους σωλήνες που συνδέονται με τους 2 κόμβους σταθερού φορτίου και από ένα φανταστικό σωλήνα ή ψευδο σωλήνα οποίος έχει απώλειες ίσες με τη διαφορά φορτίου μεταξύ των 2 κόμβων.
Οι αγωγοί του εσωτερικού δικτύου χωρίζονται σε 2 κατηγορίες:
- δευτερεύοντες αγωγοί: οι αγωγοί αυτοί συνδέουν τους καταναλωτές και διανέμουν το απαιτούμενο νερό. Επίσης η δευτερεύοντες αγωγοί έχουν διπλή λειτουργία είναι και αγωγής διανομής νερού και αγωγοί μεταφοράς
- κύριοι αγωγοί: αγωγοί μεγαλύτερης διαμέτρου οι οποίοι μεταφέρουν το νερό στους δευτερεύοντες αγωγούς. Οι κύριοι αγωγοί έχουν σταθερή παροχή διότι δεν εξυπηρετούν καταναλωτές στη διαδρομή τους
Για να υπολογισθεί η διάμετρος ενός δευτερεύοντα αγωγού πρέπει να γνωρίζουμε την παροχή διανομής του σωλήνα και την μεταφερόμενη παροχή. Η παροχή διανομής μοιράζεται μισή στην αρχή και μέθη στο τέλος του σωλήνα επομένως η παροχή του σωλήνα θα είναι:
Ταξινόμηση δικτύων
ανάλογα με τη σύνδεση των σωλήνων τα δίκτυα διακρίνονται σε 3 κατηγορίες:
- ακτινωτά
- κλειστά
- μικτά
στα δίκτυα αυτά υπάρχει ένας κύριος αγωγός μεταφοράς του νερού σαν κορμός δέντρου και μια σειρά από δευτερεύοντες και τριτεύοντες αγωγούς οι οποίοι διακλαδίζονται από τον κύριο.
|
Πλεονεκτήματα |
Μειονεκτήματα |
|
απλότητα κατασκευής |
Το νερό ξεκινάει από τη δεξαμενή και μέσω του κύριου αγωγού και όλων των υπολοίπων φτάνει στα πλέον απομακρυσμένα σημεία κινούμενο πάντα προς την ίδια κατεύθυνση και ποτέ αντίστροφα. Σε περίπτωση βλάβης διακόπτεται η υδροδότηση ολόκληρης της περιοχής καταν |
|
οικονομικότητα των διαμέτρων των σωλήνων |
συσσώρευση φερτών υλών στα νεκρά ακράτα σχολείων όπου το νερό μπορεί να παραμείνει ακίνητο για μεγάλα χρονικά διαστήματα |
|
|
πτώση πίεσης του νερού γκολ επεκτείνεται το δίκτυο για την υδροδότηση νέων περιοχών |
Εφαρμόζεται σε κάθε κόμβο η αρχή της συνέχειας η οποία διατυπώνεται ως εξής: το άθροισμα των παροχών που εισέρχονται σε ένα κόμβο πρέπει να είναι ίσο με το άθροισμα των παροχών που εξέρχονται από αυτόν
Μεθοδολογία:
- υπολογίζονται οι παροχές κατανάλωσης κάθε σωλήνα και μοιράζονται στην αρχή και στο τέλος κατά το μισό
- υπολογίζονται οι παροχές των σχολείων εφαρμόζοντας την αρχή της συνέχειας σε κάθε κόμβο. Ξεκινώντας από τα άκρα και προχωρώντας προς τη δεξαμενή.
- Υπολογίζονται οι διάμετροι προσωρινών λαμβάνοντας υπόψιν ότι οι ταχύτητες πρέπει να κυμαίνονται μέσα σε συγκεκριμένα όρια
- υπολογίζονται οι γραμμικές απώλειες κάθε σωλήνα
- ξεκινώντας από τη δεξαμενή και αφαιρώντας τις γραμμικές απώλειες των σχολίων υπολογίζονται οι πιέσεις των κόμβων και συγκρίνονται με τις απαιτούμενες πιέσεις των κανονισμών.
τα κλειστά δίκτυα αποτελούνται από μια σειρά κλειστών βρόγχων που συνδέονται μεταξύ τους με ένα ή περισσότερους κοινούς σωλήνες
|
Πλεονεκτήματα |
Μειονεκτήματα |
|
σε περίπτωση βλάβης απομονώνεται ο σωλήνας από το υπόλοιπο δίκτυο κλείνοντας τις βαλβίδες που υπάρχουν στα άκρα |
πολυπλοκότητα υπολογισμού |
|
το νερό κυκλοφορεί σε κάθε σωλήνα και κατά τις 2 κατευθύνσεις έτσι μειώνονται οι αποθέσεις στα τοιχώματα |
χρήση περισσότερων εξαρτημάτων και σωλήνων για την κατασκευή του |
|
όταν υπήρχε κάποιο σημείο του δικτύου μειωθεί τότε το νερό κινείται από διάφορες κατευθύνσεις προς το σημείο αυτό έτσι επιτυγχάνεται εξισορρόπηση των πιέσεων στο δίκτυο |
|
αποτελούν συνδυασμό των πλείστων και των ανοιχτών δικτύων που αναφέρθηκαν παραπάνω. Τα περισσότερα δίκτυα είναι μικτά.
cross Darcy Weisbach
cross Hazen Williams
