Capitolul 12 - DIMENSIONAREA ELEMENTELOR DE INSTALAŢII - Normativ din 2022 privind proiectarea, execuţia şi exploatarea instalaţiilor sanitare aferente clădirilor - Indicativ I 9-2022 - Octombrie 2022 -
M.Of. 1167 bis
În vigoare Versiune de la: 5 Ianuarie 2023
CAPITOLUL 12:DIMENSIONAREA ELEMENTELOR DE INSTALAŢII
SUBCAPITOLUL 1:DIMENSIONAREA CONDUCTELOR ŞI STABILIREA SARCINII HIDRODINAMICE NECESARE INSTALAŢIEI
12.1.Consumatorul cel mai dezavantajat din punct de vedere hidraulic al instalaţiei este consumatorul pentru care sarcina hidrodinamică necesară are valoare maximă.
12.2.Sarcina hidrodinamică necesară instalaţiei se determină utilizând legea energiilor pentru sisteme de conducte lungi cu pierderi locale de sarcină. Se utilizează relaţia de mai jos cu semnificaţia corespunzătoare a parametrilor:
Hnec = p1/ro g = (z2 - z1) + p2/rog + hr1-2 (12.1)
- Hnec - sarcina hidrodinamică necesară [ mcol H2O]
- p1 - presiune necesară în punctul de legătură [bar];
- p2 - presiune de utilizare [bar];
- z1 - cotă geodezică în punctul de racord [m];
- z2 - cotă geodezică la consumator [m];
- ro - densitatea apei [kg/m3];
- g - acceleraţia gravitaţională [m/s2];
- hr1-2 - pierdere de sarcină între secţiunea de legătură şi secţiunea de la consumator [mcol H2O];
- p1/ro g = Hnec - înălţimea de presiune necesară în punctul de legătură [mcol H2O];
- p2/ro g - înălţimea de presiune de utilizare [mcol H2O];
- z2 -z1 =Hg - înălţimea geodezică [m]
12.3.Traseul principal reprezintă traseul dintre consumatorul cel mai dezavantajat din punct de vedere hidraulic şi nodul în care se calculează sarcina hidrodinamică necesară.
12.4.Diametrele tronsoanelor traseului principal se determină utilizând legea de continuitate pentru curentul unidimensional de fluid incompresibil (apă) în care se introduc valorile vitezelor economice recomandate în tabelul 12.1 iar Vc reprezintă debitul de calcul pe tronsonul respectiv:
(12.2)
12.5.Diametrele tronsoanelor traseelor secundare se dimensionează la presiunea disponibilă în nodurile de racord la traseul principal fără a se depăşi vitezele maxime admisibile
12.6.Vitezele maxime admise, în reţelele de alimentare cu apă, sunt:
- pentru spitale şi săli de spectacole: 1,5 [m/s];
- pentru clădiri de locuit şi social-culturale: 2,0 [m/s];
- pentru hidranţii de incendiu: 3,0 [m/s];
- pentru clădiri de producţie, instalaţii de apă tehnologice şi instalaţii de apă potabilă în industrii: 3,0 [m/s].
12.7.Vitezele recomandate pentru dimensionarea conductelor de alimentare cu apă rece sau caldă pentru consum menajer, în funcţie de diametrele nominale ale conductelor sunt redate în Tabelul 12.1.
Tabelul 12.1: Vitezele recomandate pentru dimensionarea conductelor de alimentare cu apă rece sau caldă pentru consum menajer în funcţie de diametrul conductei
Diametrul nominal al conductei [mm] | Viteze recomandate pentru dimensionarea conductelor, [m/s] |
10 | 0,10 .............. 0,75 |
15 | 0,45 .............. 0,80 |
20 | 0,55 .............. 0,90 |
25 | 0,60 .............. 1,00 |
32 | 0,60 .............. 1,10 |
40 | 0,60 .............. 1,20 |
50 | 0,70 .............. 1,20 |
63 | 0,80 .............. 1,30 |
80 | 0,85 .............. 1,40 |
100 | 0,90 .............. 1,40 |
125 | 0,95 .............. 1,45 |
150 | 1,00 .............. 1,50 |
200 | 1,00 .............. 1,60 |
250 | |
300 |
12.8.Pierderea totală de sarcină pe traseul principal se calculează prin însumarea pierderilor distribuite (liniare) respectiv locale de sarcină pe tronsoanele traseului principal.
12.9.Pierderea totală de sarcină pe traseele secundare se calculează prin însumarea pierderilor distribuite (liniare) respectiv locale de sarcină pe tronsoanele acestora.
12.10.Pierderile distribuite (liniare) de sarcină se determină cu formula de mai jos cu semnificaţia termenilor:
(12.3)
- i - pantă hidraulică/pierdere liniară unitară de sarcină [mcol H2O/m];
- l - lungime tronson de calcul [m];
- lambda - coeficientul lui Darcy.
12.11.Pierderile locale de sarcină se determină utilizând formula de mai jos şi semnificaţia termenilor:
Hloc = Sigma zeta v2/2g - [mcol H2O] (12.4)
- Zeta - coeficient local de pierdere de sarcină
SUBCAPITOLUL 2:DIMENSIONAREA POMPELOR
(1)Pompe pentru apă rece sau caldă de consum menajer
12.12.Debitul pompeiVp reprezintă cantitatea de apă vehiculată de pompă în unitatea de timp. Este un debit volumic şi se raportează întotdeauna la secţiunea de refulare. Se măsoară în [m3/h] sau în funcţie de domeniu în [m3/s], [l/min], [l/s] etc.
12.13.Debitul pompei trebuie să fie mai mare sau cel puţin egal cu debitul de calcul al instalaţiei.
12.14.Înălţimea de pompare reprezintă energia cedată de pompă curentului de lichid (apă). Se defineşte ca fiind diferenţa dintre energia specifică a curentului de lichid în secţiunea de refulare şi energia specifică a curentului de lichid în secţiunea de aspiraţie. Dimensional înălţimea de pompare se măsoară în [mcol H2O].
12.15.Înălţimea de pompare necesară Hp pentru apă rece sau caldă de consum se determină cu relaţia Hp > = Hnec
12.16.Grupurile de pompare sau pompele pentru apă rece şi caldă de consum se aleg în aşa fel încât punctul de funcţionare aflat la intersecţia dintre caracteristica constructivă a pompei şi curba instalaţiei să corespundă valorilor de debit respectiv înălţime de pompare determinate conform paragrafelor precedente.
12.17.Grupurile de pompare sau pompele se aleg în aşa fel încât punctul de funcţionare să se găsească în zona de randament maxim al pompelor.
(2)Pompe pentru apă în scopuri tehnologice.
12.18.Debitul pompei trebuie să fie cel puţin egal cu debitul de calcul al conductei principale de distribuţie.
(3)Pompe pentru instalaţii comune
12.19.Pentru pompe care alimentează mai multe categorii de consumatori care funcţionează simultan, debitul de calcul rezultă prin însumarea debitelor acelor categorii de consumatori.
(4)Pompe de recirculare
12.20.Debitul pompei de recirculare este egal cu debitul de calcul al conductei de recirculare.
12.21.Pompele de recirculare trebuie să asigure presiunea necesară pentru învingerea pierderilor de sarcină pe conductele de distribuţie şi pe conductele de recirculare (la trecerea debitului de recirculare).
(5)Dimensionarea rezervoarelor
12.22.Dimensionarea volumului util de apă precum şi a volumului total pentru rezervoarele de acumulare se face în conformitate cu normativul NP 133 şi cu normativul P118/2.
12.23.În cazul clădirilor pentru care sunt elaborate normative de proiectare specifice (ex: clădiri spitaliceşti sau de sănătate, incinte industriale, clădiri de învăţământ etc.) se respectă cu prioritate acestea pentru stabilirea rezervelor necesare de apă.
12.24.În anumite cazuri se pot întocmi teme de proiectare pentru asigurarea unor volume de apă în rezervoarele de acumulare destinate asigurării sau protecţiei unor consumatori importanţi atâta vreme cât aceste volume nu sunt inferioare celor prevăzute în normativul NP133 sau în normativul P118/2. Se recomandă un timp maxim de stagnare al apei în rezervoare de maxim 36 - 48 h pentru evitarea alterării calităţii apei.
12.25.Dimensionarea volumului util al rezervoarelor tampon cu nivel liber în cazul utilizării pompelor sau grupurilor de pompare cu turaţie fixă se face cu formula:
VuRT = 1800/nVp [m3] (12.5)
unde n reprezintă numărul de porniri/oră ale pompelor; Vp reprezintă debitul de pompare considerat egal cu debitul de calcul al instalaţiei m3/s.
12.26.Dimensionarea volumului util al rezervoarelor tampon cu nivel liber în cazul utilizării pompelor sau grupurilor de pompare cu turaţie variabilă se face cu formula:
VuRT = 30Vp [m3] (12.6)
unde Vp reprezintă debitul de pompare considerat egal cu debitul de calcul al instalaţiei [m3/s].
12.27.Dimensionarea volumului total pentru rezervoarele tampon cu nivel liber se face cu formula:
Vtot RT = 1 + VuRT [m3] (12.7)
Volumul total pentru rezervoarele tampon cu nivel liber nu poate depăşi necesarul mediu zilnic aferent consumatorilor (de exemplu, rezervoare pentru clădiri unifamiliale, cu număr mic de consumatori).
12.28.Dimensionarea volumului total al rezervoarelor tampon subpresiune cu membrană în cazul utilizării pompelor sau grupurilor de pompare cu turaţie fixă sau variabilă se face utilizând relaţiile:
- Dacă Vp < 7 m3/h atunci Vtot rt > 0,3 m3;
- Dacă 7 m3/h < Vp < 15 m3/h atunci Vtot rt > 0,5 m3;
- Dacă Vp > 15 m3/h atunci Vtot rt > 0,75 m3;
12.29.Dimensionarea volumului total pentru rezervoarele tampon subpresiune cu pernă de aer sau de azot se face cu formula:
În care:
- Vp- debitul pompei în [m3/s]; în cazul grupurilor de pompare cu mai multe pompe active se consideră debitul celei mai mari pompe din grup;
- t - timpul de intrare în regim a pompei (t = 2 - 3 [s]);
- Ha max - înălţimea de presiune maximă în conducta de aspiraţie [m col H2O],
- Ha min - înălţimea de presiune minimă în conducta de aspiraţie [m col H2O];
- Ar - aria secţiunii rezervorului [m2];
- va - viteza apei în conducta de aspiraţie, [m/s];
- L - lungimea conductei de aspiraţie [m];
- A - secţiunea transversală a conductei de aspiraţie [m2];
- g - acceleraţia gravitaţională [m/s2];
- c - înălţimea minimă a racordului de aspiraţie, măsurată de la fundul rezervorului [m].
12.30.Dimensionarea volumului total al recipientului de hidrofor cu pernă de aer sau de azot în cazul utilizării pompelor sau grupurilor de pompare cu turaţie fixă se calculează cu formula:
VRH = 1,1 Vp/4n x (Ho + 10) (Hp + 10)/ (Ho - Hp) (Hi + 10) [m3] (12.9)
VRH = 1,1 Vp/4n x (po + 1) (pp + 1)/ (po - pp) (pi + 1) [m3] (12.10)
în care:
- Vp - debitul pompei în [m3/h]; în cazul grupurilor de pompare cu mai multe pompe active se consideră debitul celei mai mari pompe din grup
- n - numărul de porniri/oră ale pompei, stabilit de către proiectant în corelaţie cu caracteristicile tehnice ale pompei alese;
- Hp (pp) - înălţimea de presiune (presiunea) în recipientul de hidrofor în momentul pornirii pompei în [m col H2O] ([bar]) cel puţin gală cu sarcina hidrodinamică necesară a instalaţiei deservite; Hp = max (Hnec AR, Hnec AC);
- Ho (po) - înălţimea de presiune (presiunea) în recipientul de hidrofor în momentul opririi pompei în [m col H2O] ([bar]). Ho (po) se alege cu 10...15 [m col H2O] (1 - 1,5 [bar]) mai mare decât Hp (pp).
- Hi (pi) - înălţimea de presiune (presiunea) iniţială în recipientul de hidrofor în [m col H2O] ([bar]). Ho (po) se alege cu 2...3 [m col H2O] (0,2 - 0,3 [bar]) mai mică decât Hp (pp).
Presiunile po pp respectiv pi sunt date în scară manometrică.
12.31.Dimensionarea volumului total al recipientului de hidrofor cu membrană în cazul utilizării pompelor sau grupurilor de pompare cu turaţie fixă se calculează cu formula:
VRH = Vp/4n x (Ho + 10) / (Ho - Hp) [m3] (12.11)
sau
VRH = Vp/4n x (po + 1)/ (po - pp) [m3] (12.12)
în care:
- Vp - debitul pompei în [m3/h]; în cazul grupurilor de pompare cu mai multe pompe active se consideră debitul celei mai mari pompe din grup;
- n - numărul de porniri/oră ale pompei, stabilit de către proiectant în corelaţie cu caracteristicile tehnice ale pompei alese;
- Hp (pp) - înălţimea de presiune (presiunea) în recipientul de hidrofor în momentul pornirii pompei în [m col H2O] ([bar]) cel puţin gală cu sarcina hidrodinamică necesară a instalaţiei deservite; Hp = max (Hnec AR, Hnec AC);
- Ho (po) - înălţimea de presiune (presiunea) în recipientul de hidrofor în momentul opririi pompei în [m col H2O] ([bar]). Ho (po) se alege cu 10...15 [m col H2O] (1 - 1,5 [bar]) mai mare decât Hp (pp).
Presiunile po respectiv pp sunt date în scară manometrică.
12.32.În cazul utilizării pompelor sau grupurilor de pompare cu turaţie variabilă utilizarea recipientelor de hidrofor cu membrană pe conducta de refulare a pompelor nu este obligatorie ci se recomandă în funcţie de specificaţiile producătorului de pompe/grupuri de pompare. În cazul în care se utilizează recipiente subpresiune cu membrană volumul lor se stabileşte în conformitate cu specificaţiile tehnice ale producătorului sau se calculează cu formula:
VRH = Vp/4n x (Ho + 10) / (Delta H) [m3] (12.13)
sau
VRH = Vp/4n x (po + 1)/ (Delta p) [m3] (12.14)
în care:
- Vp - debitul pompei în [m3/h]; în cazul grupurilor de pompare cu mai multe pompe active se consideră debitul celei mai mari pompe din grup;
- n - numărul de porniri/oră ale pompei, stabilit de către proiectant în corelaţie cu caracteristicile tehnice ale pompei alese;
- Delta H (Delta p) - variaţia înălţimea de pompare (variaţia presiunii în [mH2O] ([bar]) la care funcţionează pompele ca să asigure sarcina hidrodinamică necesară a instalaţiei deservite; Hp = max (Hnec AR, Hnec AC); se poate considera Delta H = 1 - 6 [m col H2O] (Delta p = 0,1-0,6 [bar]) în funcţie de grupul de pompare ales.
- Ho (po) - înălţimea de presiune (presiunea) în recipientul de hidrofor în momentul opririi pompei în m[H2O] ([bar]). Ho (po) se alege cu 10 ... 15 [m col H2O] (1 - 1,5 [bar]) mai mare decât Hp (pp).