BREVIAR DE CALCUL

INSTALAŢII SANITARE.

In cadrul prezentului proiect s-au vizat urmatoarele lucrari de instalatii sanitare:

Instalaţia de alimentrare cu apă rece a punctelor de consum;

Instalaţia de alimentrare cu apă rece a hidrantilor de incendiu;

Instalaţia de alimentare cu apă caldă de consum;

Instalaţia de canalizare a apelor uzate şi meteorice;

Instalaţia de preparare a apei calde de consum.

1. STABILIREA NUMĂRULUI ŞI FELULUI ARMĂTURILOR ŞI OBIECTELOR SANITARE.

Numărul şi felul obiectelor sanitare si al armăturilor deservite s-a stabilit în

conformitate cu prevederile STAS 1478 şi solicitările beneficiarului.

S-au adoptat următoarele armături şi obiecte sanitare:

Lavoare tip… stas … : buc 11

Lavoar persoane cu mobilitate redusa tip… stas …: buc 2

Spalatoare tip… stas …: buc 1

Pisoare: buc 14

Vase closet tip… stas …: buc 16

Vase closet persoane cu mobilitate redusa tip… stas …: buc 2

Robinete cu cartuş ceramic, monoacţionare si temporizare, pentru lavoare

grupuri sanitare tip… stas …:

buc 13

Robinete cu cartuş ceramic si monoacţionare, pentru spalatoare: buc 1

Robinet coltar 2” pentru hidrant: buc 5

2. STABILIREA DEBITULUI NECESAR DE APĂ.

Debitul necesar de apă rece pentru nevoi gospodaresti se determină, funcţie

de destinaţia clădirii şi capacitatea de încărcare a acesteia, în conformitate cu

prevederile SR EN 1343/2006:

ospnecesar kziomlqpersoanefuNrQ ],/[].[.. [l/zi]

Numar convenţional de persoane deservite (persoane in birouri:42+ 77

locuri/biblioteca+2x100locuri amfiteatru

Ko=3

Norma zilnică de consum este de:

qsp =30l/om,zi, conform SR EN 1343/2006

din care 4 l/om,zi este apă caldă de 45 oC, conform STAS 1478

Necesarul zilnic de apă este de:

Total apă:

30l/om,zi x 499persoanex2.8=41916 l/zi

Apă caldă de consum: Dnec. a.c.c.=1276 l/zi

4l/om,zi x 499persoane=1996 l/zi

Debitul necesar de apă rece pentru stingerea incendiilor cu hidranti interiori:

Se determină, funcţie de destinaţia clădirii şi volumetrie, în conformitate cu prevederile

STAS 1478/1990 si NP086.

Conform normativelor in vigoare nu este necesara prevederea de instalatii de stins

incendiu pentru spatiile din cladirea proiectata.

In conformitate cu indicatiile din STAS 1478/90

o Pentru cladiri birouri cu volum mai mic de 25000m3: 1 jet in functiune

simultana, cu q=2.5l/s; lungime jet compact: l=6m

o Pentru biblioteci cu volum mai mic de 5000m3: 1 jet in functiune simultana, cu

q=2.5l/s; lungime jet compact: l=6m

Totusi, pentru eventualele evolutii in timp asupra numarului si importantei volumelor

adapostite de biblioteca, respectiv a numarului de persoane posibil a se afla in amfiteatre, in

timpul unor intruniri speciale si in conformitate cu indicatiile din STAS 1478/90 se prevede

un jet in functiune simultana cu q=2.5l/s; lungime jet compact: l=6m.

Se precizeaza ca daca se considera alimentarea comuna a cladirilor CFDP+HALA, se

impune prevederea un jet in functiune simultana cu q=2.5l/s; lungime jet compact: l=6m.

3. DIMENSIONAREA INSTALAŢIILOR INTERIOARE DE ALIMENTARE CU APĂ.

Dimensionarea instalaţiilor interioare de alimentare cu apă se va realiza în

conformitate cu prevederile STAS 1478/1991 şi a normativului I9/ 1994.

Determinarea debitelor de calcul pentru dimensionarea conductelor de

distribuţie interioară a apei reci şi a apei calde de consum s-a realizat în baza prevederilor

din STAS 1478/1991 în funcţie de numărul de echivalenţi, destinaţia încăperilor şi a clădirii,

de regimul de furnizare al sistemului de alimentare cu apă.

Relaţia de calcul a debitului pentru dimensionarea conductelor instalaţiei interioare,

conform STAS 1478/1991 este:

q = abc x (E)1/2

în care:

a–coeficient determinat în funcţie de regimul de furnizare a apei în reţeaua de distribuţie;

s-a adoptat un regimul de furnizare a apei de circa 24ore/zi, valoarea coeficientului este a

= 0,15.

b–coeficient determinat în funcţie de felul apei şi care are valoarea b =1, pentru conductele

de distribuţie a apei reci şi 0,7 pentru instalaţia de distribuţie a apei calde.

c–coeficient determinat în funcţie de destinaţia clădirii şi de suma echivalenţilor, având

valoarea c=1.8.

E – suma echivalenţilor punctelor de consum alimentate de conducta respectivă. Conform

STAS 1478/1992, relaţia de calcul a sumei echivalenţilor este:

- E = 0,7 E1 + E2, pentru conducte de distribuţie a apei reci la punctele de consum, în

cazul în care apa caldă de consum se distribuie la 600C,

- E =E1 + E2, pentru conducte de apă rece pentru alimentarea conductelor de distribuţie a

apei reci la punctele de consum şi de alimentare cu apă caldă a instalaţiilor de preparare

a apei calde de consum în cazul în care apa caldă de consum se distribuie la 600C,

- E =E1 , pentru conducte de distribuţie a apei calde la punctele de consum, în cazul în

care apa caldă de consum se distribuie la 600

în care:

E1 – suma echivalenţilor, corespunzător bateriilor amestecătoare

E2 – suma echivalenţilor, corespunzător robinetelor de apă rece

La valori ale lui E1 decât cea indicată la domeniul de aplicare, s-a aplicat relaţia:

q = axb x E

Dimensionarea conductelor de alimentare cu apă rece şi caldă de consum s-a

realizat ţinându-se cont de valorile vitezelor economice şi ale vitezelor maxime admise în

conducte, conform STAS 1478/1991 şi ghid proiectare instalatii cupru, pentru Hg15m.

Au rezultat următoarele valori:

instalaţia de alimentare cu apă rece: qA.R.=3,557/s; presiune necesară: 18.0

mH2O; conducte din cupru cu diametre cuprinse intre 10x1 si 35x1,5.

pentru apa caldă qa.c.c.=0,4l/s; conducte din cupru cu diametru12x1mm.

conducta de branşament din otel zincat:

o qbranşament = 3.557 l/s, Hnecesar la branşament=26.5. mH2O

o conducta din Olz, 2’’

Proiectarea instalaţiilor interioare de alimentare cu apa rece si caldă pentru consum

menajer. Baze teoretice

Elemente generale

Necesarurile specifice de apă rece si caldă pentru consum menajer exprimate în

zioml . sunt normate în STAS 1478/90.

Debitul specific de calcul al unei armături (punct de consum) se mai numeşte şi

consum specific, fiind un debit convenţional exprimat în sl considerat normal pentru o

anumită folosinţă a apei.Valorile debitelor specifice se gasesc deasemenea in normele de

calcul STAS 1478/90.

Presiunea normală de utilizare este presiunea disponibilă la armătură (punct de

consum), care asigură ieşirea apei cu o viteză corespunzătoare pentru debitul specific

considerat.

Echivalentul de debit al unei armături pentru un obiect sanitar se defineşte ca raportul

între debitul specific al armăturii respective si debitul specific suq 0,2 sl ales convenţional

ca unitate de măsură :

20.

s

su

s q

q

qe ;

În tabelul următor sunt date debitele specifice de apă rece si caldă ,echivalenţii de

debit şi presiunile de utilizare normale de utilizare pentru robinetele si bateriile de alimentare

cu apă pentru consum menajer (STAS 1478 -90).

Denumirea punctului de consum

Debit specific Presiunea de

utilizare

e sl OHm 2

Spălător 1 0.2 2

Baie 1 0.2 3

Lavoar 0.35 0.07 2

Rezervor de closet 0.5 0.1 2

... VEZI IN STAS

Debitele de calcul pentru conducte de distribuitie a apei reci şi calde pentru scopuri

menajere se determină cu relaţia următoare :

Eabcqc [l/s], sau... vezi in STAS

unde :

cq debitul de calcul rezultat, în l/s;

a – coeficient determinat în funcţie de regimul de furnizare a apei în reţeaua de

distribuţie;

b – coeficient determinat în funcţie de felul apei(rece sau caldă);

c – coeficient determinat în funcţie de destinaţia clădirii;

E – suma echivalenţilor punctelor de consum alimentate de conducta respectivă ;

21 EEE

1E suma echivalenţilor de debite ai bateriilor amestecatoare de apa rece cu apa calda

stabilită prin:

E e nbj bjj

n

11

2E suma echivalenţilor de debite ai robinetelor de apă rece stabilită prin:

E e nrj rjj

n

21

bje echivalentul de debit pentru o baterie de tip j;

rje echivalentul de debit pentru un robinet de tip j;

bjn numărul de baterii de tip j;

rjn numărul de robinete de tip j.

EXTRAS DIN STAS 1478

Destinaţia clădirii Relaţia de calcul a

debitului

Coef

c

Domeniu de

aplicare

Hoteluri cu grupuri sanitare

comune

Eabcqc 2.5 6E

EXTRAS DIN STAS 1478

Tipul conductelor E b

Conducte de apa rece pentru alimentarea

conductelor de distribuţie a apei reci la punctele de

consum si de alimentare cu apa rece a instalaţiilor

de preparare a apei calde

21 EEE 1

Conducte de distribuţie a apei reci la punctele de

consum în cazul distribuţiei apei calde la :

-60ºC

-50ºC

-45ºC

21

21

21

9.0

7.0

EEE

EEE

EEE

1

Conducte de alimentare cu apa rece a instalaţiilor

de preparare a apei calde de consum si conducte de

distribuţie a apei calde la punctele de consum în

cazul în care distribuţia apei calde se face la :

-60ºC

-50ºC

-45ºC

1EE

0.7

0.9

0.0

În urma temei de proiectare au rezultat următoarele formule :

Eabcqc ;

c = 2,5;

pentru instalaţia interioară de apa rece:

217.0 EEE ;

a = 0.15;

b = 1;

EXTRAS DIN STAS 1478

Regimul de furnizare al apei in

h/zi 24 17 14 10

a 0.15 0.17 0.20 0.23

pentru instalaţia interioară de apa caldă:

1EE ;

a = 0.17;

b = 0.7;

La calculul hidraulic al conductelor de distribuţie a apei reci şi calde pentru consum

menajer se consideră relaţiile generale ale mişcării permanente sub presiune a fluidelor

incompresibile.

Relaţiile de calcul folosite sunt :

- relaţia de continuitate pentru un tronson de conductă cu debit constant

Q = Av = const

în care :

Q - este debitul de calcul al tronsonului de conductă ;

v - viteză economică ;

A - aria secţiunii transversale a tronsonului de conductă ;

- relaţia energiilor, considerând secţiunile de intrare (1) şi de ieşire (2) în care

mişcarea apei este paralelă:

21

222

2

211

122

rh

g

v

g

pz

g

v

g

pz

în care:

21, zz cotele geodezice ale sectiunilor 1,2;

21

;g

p

g

p

inaltimile piezometrice ale sectiunilor 1,2;

g

v

g

v

2;

2

2

22

2

11 energiile specifice cinetice ale fluidului în sectiunile 1,2;

21rh pierderile de sarcină liniare si locale;

21,vv vitezele medii în secţiunile 1,2.

21, coeficienţii Coriolis de neuniformitate a vitezelor

Datorită diferenţei foarte mici între termenii cinetici legea energiilor capătă forma:

21

21

rh

g

pz

g

pz

21

2

12

1

rh

g

pzz

g

p

1

g

pH nec

12 zzH g

2

g

pH util

-Relaţii pentru calculul pierderilor de sarcină

2

4

122

1

2

5

22

2

2121

0826.0)2

(

0826.02

)(

Qd

QMg

vh

Qd

lQM

g

v

d

llih

MQhhh

k

j

i

l

k

j

irl

iri

rlrir

Considerând planul de referinţă unic admis trecând prin axa conductei de racord a

instalaţiei interioare la reţeaua exterioara şi scriind legea energiilor între punctul de

alimentare cu apă şi punctul de consum cel mai dezavantajat din punct de vedere hidraulic

din întreaga instalaţie rezultă sarcina hidrodinamică necesară alimentării cu apă a instalaţiei

din interiorul clădirii sub forma: )max( rugnec hHHH ][ 2OHm

Utilizând legea energiilor, ecuaţia de continuitate si ţinând cont de tipul conductelor

(viteze optime) precum şi de cota geodezică s-au trasat nomogramele de dimensionare pentru

fiecare tip de conductă în care singurul element necesar a fi cunoscut este debitul transportat

rezultând diametrul, viteza şi pierderea liniară de sarcină,

Pe baza relaţiilor de calcul ale pierderilor locale de sarcină au fost trasate nomograme

pentru calculul acestora utilizând suma rezistenţelor locale.

Metodologia de calcul hidraulic a conductelor de distribuţie a apei reci şi calde

pentru consum menajer

Operaţii preliminare :

- se întocmeşte schema izometrică de calcul hidraulic a reţelei, pe baza reprezentărilor din

planurile de arhitectură şi din schemele de montaj ale instalaţiei respective;

- se identifică punctul de consum al apei cel mai dezavantajat hidraulic din întreagă

instalaţie;

- se numerotează tronsoanele de conducte montate în serie care alcătuiesc traseul de

alimentare cu apă a punctului de consum cel mai dezavantajat hidraulic din întreagă

instalaţie, numit şi traseu principal şi, în mod analog se numerotează tronsoanele traseelor

secundare (care pornesc din nodurile traseului principal), numerotarea tronsoanelor făcându-

se de la punctele de consum spre punctul de alimentare cu apă al instalaţiei;

Calculul hidraulic al traseului principal al reţelei:

- se determină debitul de calcul al fiecărui tronson

- se dimensionează fiecare tronson de conductă prin calcul grafic, cu ajutorul nomogramelor

otel ZN pentru apa rece şi oţel ZN pentru apa caldă cu Hg<15m)

- se identifică rezistenţele locale ale fiecărui tronson şi se determină pierderile de sarcină

locale.

- se calculează pierderile de sarcină liniare şi totale pe fiecare tronson şi prin însumare pe

întreg traseul principal;

- se calculează sarcină hidrodinamica necesară în punctul de racord al instalaţiei interioare

de alimentare cu apa la erteaua exterioară, aplicând relaţia

)max( rugnec hHHH

în care :

gH - este înălţimea geodezică a punctului de consum cel mai dezavantajat hidraulic din

întreagă instalaţie, calculată faţă de planul de referinţă unic admis,

uH - este presiunea de utilizare la acest punct de consum.

Calculul hidraulic al traseelor secundare ale reţelei :

- traseele secundare se calculează la sarcinile hidrodinamice disponible, Hdisp, în OmH2,

din nodurile j ale traseului principal, care se determină cu relaţia generală

'rnecdispj hHH

în care 'rh este pierdera de sarcină totală pe tronsoanele traseului principal care pornesc din

nodul j spre punctul de racord al instalaţiei interioare la ertaua exterioară;

Calculele hidraulice ale reţelelor de alimentare cu apă rece sau caldă pentru consum menajer

au fost sistematizate într-un tabel.

Calculul sumei coeficientilor de pierderi de sarcina

locala Σζ pentru apa rece:

Coloana 1

Tronson 1.1

1 cot 3/4’ = 1,5

1 reductie = 0,3

TOTAL = 1,8

Tronson 1.2.

1 teu 3/4’x3/4’x3/4’=2

1 reductie = 0.3

1 coturi 3/4' =1.5

TOTAL = 3.8

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

d (

m)

q (l/s)

Figura 4. The influence of the performance pomping systems asupra the

values of the economical diameters from the PVC pipeng

varianta cu staţii de hidrofor de tip clasic

varianta cu staţii de hidrofor echipate cu pompe cu turaţie variabilă

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0 0.5 1 1.5 2

dia

met

rul ec

onom

ic (

m)

debitul de calcul (l/s)

Figura 6.8. Diametrele economice pentru conducte din diferite materiale

(durată de exploatare - 20 ani, apă caldă,scenariu neutru)

diametru economic conducte cupru bare

diametru economic conducte cupru colaci

diametru economic conducte multistrat

diametru economic conducte oţel, varianta cu depuneri

diametru economic conducte oţel, varianta fără depuneri

diametrul economic conducte polipropilenă

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

dia

met

rul ec

onom

ic (

m)

debitul de calcul (l/s)

Figura 6.9. Influenţa performanţelor echipamentelor de pompare asupra

valorii diametrelor economice pentru conductele din PVC

varianta cu staţii de hidrofor de tip clasic

varianta cu staţii de hidrofor echipate cu pompe cu turaţie variabilă

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

dia

met

rul ec

onom

ic [

m]

debitul de calcul q[l/s]

figura 6.10.a. Influenţa scenariilor economice asupra rezultatelor calculelor de dimensionare optimală

(conducte din cupru, apă caldă, durată de viaţă--50 ani)

diametrul economic, scenaril neutru

diametrul economic, scenariu optimist

diametrul economic, scenariul pesimist

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5

diametre [m]

debite calcul [i/s]

Figura 6.10. Diametrele economice pentru conducte liniare din cupru

(scenariu economic neutru, apă caldă de consum)

1 an 5 ani 10 ani 20 ani 50 ani

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Diametru economic [m]

Debit calcul [i/s]

Figura 6.11. Diametrele economice pentru tuburi liniare de cupru

(scenariu economic neutru, apă caldă de consum)

1 an 5 ani 10 ani 20 ani 50 ani

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 0.5 1 1.5 2

vite

za [

m/s

]

debitul [l/s]

Figura 6.12. a. Vitezele economice pentru conductele din tuburi liniare

de cupru

(scenariu economic- neutru; apă caldă)

1an 5 ani 10 ani 20 ani 50 ani

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

vite

za [

m/s

]

debit[l/s]

Figura 6. 12. b . Viteze economice pentru conductele din tuburi

liniare de cupru, scenariul economic neutru

1 an 5 ani 10 ani 20 ani

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 0.5 1 1.5 2 2.5

dia

metr

ul [m

]

debitul [l/s]

Figura 6.13.a. Diametrele economice pentru conductele din polipropilena,

scenariul neutru 1, 1an scenariul neutru 1, 5 ani

scenariul neutru 1, 10 ani scenariul neutru 1, 20 ani

scenariul neutru 1, 50 ani

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1

d [

m]

q [l/s]

Figura 6.14. a. Diametrele economice pentru conductele de polipropilenă

(sisteme de ridicare a presiunii cu pompe cu turaţie variabilă)

scenariul neutru apă caldă scenariul optimist apă caldă

scenariul pesimist apă caldă scenariul neutru, apă rece

scenariul optimist, apă rece scenariul pesimist apă rece

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Dia

metr

ul econom

ic [

m]

debitul [l/s]

Figura 6.15.a. Diametrele economice pentru conducte din polipropilenă (staţii de hidrofor clasice)

scenariul neutru, apă caldă scenariul optimist, apă caldă

scenariul pesimist, apă caldă scenariul neutru, apă rece

scenariul optimist, apă rece scenariul pesimist, apă rece

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 0.5 1 1.5 2 2.5

dia

met

rul

econom

ic[m

]

debit calcul [l/s]

Figura 6.16. Influenţa asupra dimensiunilor optime ale

conductelor a orizontului de simulare (durata de viaţă a

instalaţiei) şi a duratrei dintre două reparaţii capitale considerate

în calculele de optimizare.(Scenriul economic neutru, apă rece,

PP)

durată viaţă- 20 ani, apă caldă idem,apă rece

dură viaţă 50 ani, apă caldă durată viaţă -50 ani, apă rece

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 0.5 1 1.5 2

vite

za d

e ca

lcul

(m/s

)

debitul de calcul (l/s)

Figura 6.17. Influenţa temperaturii asupra valorilor vitezelor

economice de calcul (tuburi flexibile din cupru, scenariul neutru)

apă rece apă caldă

0

20000000

40000000

60000000

80000000

100000000

120000000

140000000

160000000

180000000

0 10 20 30 40 50 60

cost

[u.f

.]

durata studiului [ani]

Figura 6.19. Costul global

scenariul neutru scenariul optimist

Elemente de dimensionare pentru conducte multistrat MEPLA