طراحی استخر 6 (پروژه نمونه)

در این پروژه نمونه به محاسبه و طراحی استخر مربوط به یک مجموعه ورزشی (شامل استخر، سونا و جکوزی)، واقع در شهر تهران پرداخته شده است. در این مجموعه جهت محاسبه بار حرارتی و برودتی اماکن مختلف، از نرم افزار کریر استفاده شده است. در این آموزش به محاسبه و طراحی استخر شامل موارد ذیل اشاره شده است.

محاسبه و طراحی استخر

• سیستم گرمایش آب استخر و جکوزی
• تجهیزات تهویه و گرمایش هوای استخر
• سونا و جکوزی
• سالن بدنسازی
• فضاهای اداری و نگهبانی
• محاسبه سیستم گردش آب استخر و جکوزی
• انتخاب پمپ های سیرکولاتور و فیلترها

در نهایت نیز نقشه ها و محاسبات مربوط به سیستم لوله کشی آب استخر و آب سرد و گرم مصرفی، و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی ارایه شده است.

سیستم گردش آب در محاسبه و طراحی استخر

نخستین گام در طراحی سیستم گردش آب، محاسبه حجم آب استخر و جکوزی است. جهت محاسبه حجم آب استخر بزرگسالان و کودکان، وحجم آب جکوزی و حوضچه آب سرد، از روابط زیر استفاده می شود.

محاسبه حجم آب استخر بزرگسالان و کودکان

Vl=LxWxDx7.5

حجم آب استخر بزرگسالان

Vl=(50x21x3.5) x (3.28^3)=129.7 ft^3

حجم آب استخر بزرگسالان

Vl=1297×7.5=973.2 gal

حجم آب استخر کودکان

Vl=(12x8x1) x (3.28^3)=3.8 ft^3

حجم آب استخر کودکان

                Vl=3.38 x 7.5=25.4 gal

Area=pixRxR

Vl=Areax7.5D

حجم آب جکوزی

Vl=pix1.5×1.5×0.9x(3.28^3)=224.6 ft^3

حجم آب جکوزی

 Vl=224.6×7.5=1684 gal

حجم آب حوضچه آب سرد

  Vl=106×7.5=795 gal

عوامل اثرگذار در طراحی سیستم گردش آب

• نرخ تعویض آب استخر (محاسبه دبی آب سیرکولاسیون)
• مقدار اب جبرانی
• بار ناشی از حضور شناگران
• تعداد و موقعیت مجاری ورودی و خروجی آب
• طراحی سیستم گردش آب
• طراحی سیستم لوله کشی آب و فاضلاب و چیدمان تجهیزات موتورخانه

که در ادامه به ارایه محاسبات هر بخش پرداخته می شود. 

محاسبه و طراحی استخر – تعیین دبی آب سیرکولاسیون

تعیین دبی سیرکولاسیون با استفاده از رابطه زیر صورت می گیرد که در این رابطه نرخ تعویض آب برای استخر بزرگسالان 4 ساعت، استخر کودکان 2 ساعت، جکوزی 5.0 ساعت و حوضچه آب سرد 4 ساعت در نظر گرفته شده است.

استخر بزرگسالان

Q=973/(4×60)=4055gpm

استخر کودکان

Q=25.4/(2×60)=212gpm

جکوزی

Q=1683/(0.5×60)=56gpm

حوضچه آب سرد

Q=795/(4×60)=3.3gpm

مقدار آب جبرانی در محاسبه و طراحی استخر

مقدار آبی که به واسطه تبخیر سطحی و ورود و خروج شناگران، از استخر خارج می شود از جمله پارامترهایی است که باید در محاسبه دبی آب سیرکولاسیون مدنظر قرار گیرد.

محاسبه نرخ تبخیر سطحی آب در محاسبه و طراحی استخر

به کمک رابطه زیر می توان نرخ تبخیر سطحی آب استخر را با توجه به و شرایط سایکرومتریک محیط تخمین زد.

محاسبه نرخ تبخیر سطحی آب استخر بزرگسالان

Pa=1.95 kpa

Ta=62.5 F

A=1050  m^2

Fa=1

Pw=3.8 kpa

Tw=83 F

Wp=0.0813 gpm

نرخ تبخیر سطحی به دست آمده بر حسب kg/s می باشد و به منظور تعیین دبی آب جبرانی بر حسب گالون بر دقیقه می توان از رابطه زیر استفاده کرد:

مقادیر فشار اشباع در دمای نقطه شبنم محیط و فشار بخار اشباع در دمای سطح آب از جداول ترمودینامیک استخراج شده است.

نرخ تبخیر سطحی آب استخر کودکان

Pa=1.95 kpa

Ta=62.5F

A=96 m^2

Fa=1

Pw=3.88kpa

Tw=83F

Wp=0.12gpm

محاسبه نرخ تبخیر سطحی آب جکوزی

Pa=1.95 kpa

Ta=62.5 F

A=7 m^2

Fa=1

Pw=7.384kpa

Tw=104F

Wp=0.0241gpm

محاسبه نرخ آب سرریز شده به واسطه ورود و خروج شناگران

به منظور تعیین دبی آب جبرانی و با توجه به متوسط وزن هر شناگر (68 کیلوگرم) با ورود هر نفر به استخر حدود lit68 آب جابه جا می شود. اگر فرض بر این باشد که سانس استخر 2 ساعت است، در این بازه زمانی این میزان آب باید به استخر اضافه شود.

تعداد نفرات حاضر در استخر         

 M=A/X

A: مساحت کاسه استخر (m²)

X: سرانه فضا برای هر نفر (m²)

سرانه فضا به ازای هر نفر، برای هر دو استخر  4m²در نظر گرفته شده است.

تعداد نفرات حاضر در استخر بزرگسالان

M=1050/4 = 263

حجم آب جابه جا شده

68litx263=17.85lit=4720gal

نرخ اب سرریزشده به واسطه ورود و خروج شناگران در استخر بزرگسالان بر حسب گالون بر دقیقه

Gpm=4720/(2×60)=39

تعداد نفرات حاضر در استخر کودکان

M=96(m^2)/4(m^2)=24

حجم آب جابه جا شده

68litx24=432gal

نرخ آب سرریزشده به واسطه ورود و خروج شناگران در استخر کودکان بر حسب گالون بر دقیقه

Gpm=432/(2×60)=3.6

تعداد نفرات حاضر در جکوزی                                               M=8

معمولا جهت تعیین ظرفیت جکوزی به ازای هر نفر 0.9 متر مربع فضا در نظر میگیرند که با توجه به مساحت جکوزی مورد نظر 7.1m² ظرفیت جکوزی 8 نفر می باشد.

حجم آب جابه جا شده

68litx8=144gal

نرخ آب سرریز شده به واسطه ورود و خروج شناگران به جکوزی بر حسب گالون بر دقیقه

Gpm=144/(2×60)=1.1

در نهایت مقدار واقعی آب جبرانی مورد نیاز برابر است با حاصل جمع نرخ آب سرریز شده به واسطه ورود و خروج شناگران و نرخ تبخیر از سطح آب.

مقدار آب جبرانی در استخر بزرگسالان

 39 + 1.29 = 40.3 gpm

مقدار آب جبرانی در استخر کودکان

 3.6+ 0.12 = 3.72 gpm

مقدار آب جبرانی در جکوزی

 1.1 + 0.0241 = 1.124 gpm

دبی کل آب در گردش:

دبی کل آب در گردش استخر بزرگسالان

 4055 + 40.3 = 4095.3 gpm

دبی کل آب در گردش استخر کودکان

 212 + 3.72 = 216 gpm

دبی کل آب در گردش جکوزی

 56 + 1.1 = 57.1 gpm

دبی کل آب در گردش حوضچه آب سرد

4 gpm

بار ناشی از حضور شناگران در محاسبه و طراحی استخر

باتوجه به آیین نامه ها و استانداردهای موجود به ازای هر نفر در استخرها، مساحتی معادل 4 مترمربع و در جکوزی مساحتی معادل 0.9 مترمربع در نظر گرفته شده است که میتوان تعداد نفرات در هر سانس را به صورت تقریبی تخمین زد و بار ناشی از حضور افراد را در محاسبات اعمال نمود.

ظرفیت استخر بزرگسالان (نفر)

M=1050(m^2)/4(m^2)=263

ظرفیت استخر کودکان (نفر)

M=96(m^2)/4(m^2)=24

ظرفیت جکوزی (نفر)

M=7.1(m^2)/0.9(m^2)=8

تعداد و موقعیت مجاری ورودی و خروجی آب استخرها، جکوزی و حوضچه آب سرد:

مجاری ورودی: قطر لوله های خروجی از موتورخانه در سیستم لوله کشی آب استخر، بر مبنای دبی آب در هر لوله و نرخ افت فشاری معادل 50 فوت بر 1000 فوت طول لوله تعیین می گردد. قطر لوله ها با توجه به دبی عبوری از آنها با استفاده از جدول (1) (انتهای آموزش )تعیین می شود:

دبی نازل های ورودی استخر بزرگسالان

4093gpm/30=136gpm

30 نازل به فاصله تقریبی 15 فوت از یکدیگر با دبی631gpm ، قطرهر نازل 3 اینچ

دبی نازل های ورودی استخر کودکان

216gpm/6=36gpm

6 نازل به فاصله تقریبی 20 فوت از یکدیگر با دبی gpm63، قطر هر نازل 2 اینچ

دبی مجرای ورودی جکوزی

60gpm/1=60gpm

gpm  60 دبی آب ورودی به جکوزی، قطر مجرای ورودی برابر دو و یک دوم اینچ

دبی مجرای ورودی حوضچه آب سرد

4gpm/1=4gpm

4 gpm دبی آب ورودی به حوضچه، قطر مجرای ورودی برابر ¾ اینچ

مجاری خروجی: مسیر جریان آب در داخل استخر از نازل های ورودی شروع شده و به مجاری خروجی ختم می شود. خروجی اصلی استخر در عمیق ترین نقطه کف قرار دارد تا امکان گردش مداوم و تخلیه آب استخر ظرف مدت نسبتا کوتاه 4 تا 8 ساعت فراهم شود. جدول (2) قطر لوله های خروجی آب (آب برگشتی به موتورخانه) را بر حسب دبی عبوری ارایه می دهد.

دبی مجاری خروجی استخر بزرگسالان

4093/4=1000gpm

4 خروجی اصلی به فاصله تقریبی 15 فوت از یکدیگر با دبی 1000gpm، قطر هر خروجی in8

دبی مجرای خروجی استخر کودکان

216/1=216gpm

gpm612 دبی آب خروجی، قطر مجرای خروجی in4

دبی مجرای خروجی جکوزی

60/1=60gpm

 gpm06 دبی آب خروجی، قطر مجرای خروجی in3

دبی مجرای خروجی حوضچه آب سرد

4/1=4gpm

gpm4 دبی آب خروجی، قطر مجرای خروجی برابر 4/3 اینچ

علاوه بر موارد فوق در طراحی سیستم گردش آب استخر، به منظور پاکسازی و جمع آوری آبهای سطحی، از روش انتقال آبهای آلوده سرریز شده به مخزن متعادل سازی، استفاده شده که به همین دلیل در زیرگریل های حاشیه استخر، یک سیستم لوله کشی متصل به مخزن متعادل سازی و سیستم تصفیه، تعبیه شده است. قطر لوله های متصل به گریل in3 در نظر گرفته شده و لوله های خروجی در زیر گریل، در فواصل منظم و دور تا دور حاشیه استخر نصب شده است.

منبع: ماهنامه صنعت لوله – شماره71

آموزش محاسبات استخر سونا جکوزی با مثال نمونه