منابع آب شهری در سیستم های اسپرینکلر

پیش از انتخاب منابع آب شهری،باید از فشار و دبی شبکه آب اطمینان حاصل شود،فرض بر این است که این منابع توانایی تاٌمین آب در مدت زمان مشخص را دارند اما مقادیر دبی و فشار باید با انجام آزمایش هایی محاسبه شود.منابع آب علاوه بر تاٌمین آب سیستم اسپرینکلر،باید آب مورد نیاز شبکه آب شیلنگهای آتش نشانی را نیز فراهم نمایند تا آتش نشانان بتوانند با استفاده از شیلنگ های آتش نشانی،حریق را اطفاء کنند.

قبل از انجام آزمایش های مربوط به تعیین مشخصات منبع آب،می بایست نکات ایمنی در خصوص هدایت آب خارج شده از هیدرانت،تاٌثیر فشار آب خروجی بر تجهیزات موجود در محوطه و استفاده از تجهیزات ایمنی فردی مانند عینک،رعایت شود.

یکی از روشهای تست منبع آب شهری استفاده از "فشار سنج پیتو" (Pitot Gauge)  می باشد(شکل 1)، به کمک این وسیله می توان فشار سرعتی آب خروجی از هیدرانت را اندازه گیری نمود و با استفاده از فرمول زیر یا جدول 1،مقدار دبی را محاسبه کرد.

Q=29.83 cd2(Pp)1/2

که در روابط فوق :

Q : دبی خروجی از هیدرانت (گالن بر دقیقه)

C : ضریب هیدرانت (بسته به نوع هیدرانت 0/7،0/8یا 0/9 می باشد.(شکل 2)

d : قطر داخلی خروجی هیدرانت

Pp : فشار سرعتی سیال که از روی "فشارسنج پیتو" قرائت می شود.

فشارسنج پیتو

شکل1- "فشارسنج پیتو"

هرچه ضریب c بزرگتر باشد،مسیر خارج شدن آب هموارتر است

شکل 2- هرچه ضریب c بزرگتر باشد،مسیر خارج شدن آب هموارتر است.

جدول محاسبه مقدار دبی از طریق آزمایش پیتو

جدول 1- محاسبه مقدار دبی از طریق آزمایش پیتو

زمان انجام آزمایش باید در ساعاتی باشد که شبکه شهری در حالت حداکثر مصرف باشد تا بتوان پایین ترین مقدار فشار و دبی تاٌمین توسط شبکه را برآورد نمود.جهت حصول اطمینان در خصوص این مطلب باید با مسئولین مربوطه مشورت شود.

در آزمایش پیتو،دو هیدرانتی در مجاورت محل نصب سیستم اسپرینکلر وجود دارند را در نظر می گیریم(شکل 3).بر روی هیدرانت اول (هیدرانت معیار)که به لوله اصلی آب نزدیکتر است ،فشارسنج (شکل4) را نصب کرده و فشار استاتیک شبکه آب را قرائت می کنیم.پس از اندازه گیری قطر خروجی هیدرانت دوم(هیدرانت جریان) ،شیر آن را باز کرده و از طریق پیتو،فشار سرعتی سیال را اندازه گیری می کنیم (شکل 5). در حالیکه شیر هیدرانت دوم باز است،مقدار فشار باقیمانده (Residual Pressure) را از طریق درجه فشار سنج روی شیر اول ،یادداشت می کنیم.با رعایت نکات ایمنی و کاملا به آرامی شیرها را می بندیم.

ترتیب قرار گیری هیدرانتها نسبت به لوله اصلی آب

شکل 3- ترتیب قرار گیری هیدرانتها نسبت به لوله اصلی آب

گیج فشار که بر روی هیدرانت معیار نصب می شود

شکل 4- گیج فشار که بر روی هیدرانت معیار نصب می شود

طرز گرفتن فشارسنج پیتو در مقابل خروجی هیدرانت جریان

شکل 5-طرز گرفتن فشارسنج پیتو در مقابل خروجی هیدرانت جریان

باز و بسته کردن هیدرانتها باید به |آرامی صورت گیرد تا از ضربه قوچ  (Water Hammer) جلوگیری شود.

در ضربه قوچ، هنگام برخورد موجهای جریان درون لوله ،انرژی موجها با یکدیگر جمع شده و اثرات مخربی بر روی لوله کشی و تجهیزات نصب شده بر جای می گذارد.

پس از انجام آزمایش پیتو، اطلاعات بدست آمده را ارزیابی می کنیم تا امکان استفاده از شبکه آب شهری بعنوان منبع آب سیستم اسپرینکلر بررسی شود.

ساده ترین روش ارزیابی اطلاعات رسم نمودار است،بدلیل خطی نبودن رابطه بین جریان و فشار نمی توان از نمودارهای رایج استفاده کرد،اما برای این آزمایش نمودارهای ویژه ای طراحی شده که log 1.85  نامیده می شوند،محور افقی نمودار ،جریان برحسب gpm  و محور عمودی فشار سیستم را بر حسب psi مشخص می کند.(نمودار 1)

نمودار log 1.85

نمودار 1- log 1.85

جهت آشنایی بیشتر با روش ارزیابی اطلاعات آزمایش پیتو و نمودار log 1.85 ،به مثال زیر توجه کنید :

مثال) اطلاعات زیر از آزمایش پیتو بدست آمده است،log 1.85  را در خصوص این منبع رسم کنید.

فشار استاتیک : 80 psi

فشار باقیمانده : 47 psi

فشار سرعتی : 14 psi

ضریب هیدرانت : 9/0

قطر داخلی خروجی هیدرانت : ً5/2

قبل از رسم نمودار ،دبی را براساس فشار سرعتی بدست می آوریم :

Q=29.83 cd2(Pp)1/2 = (29.83)(0.9)(2.5)2(14)1/2 = 627 gpm

ابتدا بر روی نمودار log 1.85 فشار استاتیکی سیستم یعنی زمانیکه شیر هیدرانت دوم بسته و جریان برابر صفر می باشد را مشخص می کنیم.

نقطه دوم روی نمودار زمانی است که شیر هیدرانت دوم را باز کرده و فشار باقیمانده 47 psi و دبی 627.5 gpm می باشد(جهت ساده شدن رسم،مقدار دبی را به 630 gpm در نظر می گیریم)

خطی که دو نقطه مشخص شده روی نمودار را به هم متصل می کند،منحنی منبع آب سیستم است .براساس این منحنی که در نمودار 2 نمایش داده شده است،در فشار 66 psi مقدار دبی 400 gpm و در فشار 35 psi مقدار دبی 750 gpm خواهد بود.

در اغلب سیستم های آب شهری نباید فشار سیستم به کمتر از 20 psi افت پیدا کند به همین دلیل منحنی را کمی امتداد داده تا محل تقاطع آن با فشار 20 psi تعیین شود،این نقطه بیشترین دبی قابل تاٌمین توسط شبکه آب شهری است.

نمودار log 1.85 در خصوص مثال مطرح شده

نمودار 2- log 1.85 در خصوص مثال مطرح شده


منبع: کتاب طراحی و محاسبات سیستم های اطفاء حریق اسپرینکلر

نویسنده: حسام طاوسی