آموزش معرفی و مقایسه روش‌های برآورد حداکثر محتمل مصرف

معرفی و مقایسه روش‌های برآورد حداکثر محتمل مصرف

به منظور اندازه گذاری مناسب شیرهای برداشت آب، کلکتورها و خطوط لوله لوازم بهداشتی، آگاهی از میزان حداکثر مصرف هر وسیله بهداشتی و میزان واقعی مصرف ضروری است. بدست آوردن این مقادیر ساده نیست. زیرا روش منحصر به فردی برای تعیین حداکثر مصرف و میزان واقعی مصرف وجود ندارد. محاسبه حداکثر پتانسیل مصرف بر اساس استفاده همزمان از کلیه لوازم بهداشتی در ساختمان امکانپذیر است ولی این محاسبه با حداکثر مصرف واقعی تفاوت دارد. عوامل مختلفی در این تفاوت موثرند که برخی از آن‌ها عبارتند از:

  • متوسط زمان استفاده از هر وسیله بهداشتی
  • تعداد دفعات استفاده و فاصله زمانی بین دو بار استفاده
  • میزان باز بودن شیر نسبت به حداکثر ممکن یا در واقع متوسط مصرف
  • احتمال استفاده همزمان دو یا چند وسیله بهداشتی

الگوی احتمالات این عوامل قابل محاسبه نیستند. لذا باید از طریق مشاهده، تجربه و اندازه گیری مشخص گردند. از همین رو تاکنون مدل‌های مختلفی برای برآورد مقدار واقعی مصرف ارائه شده‌اند.

1. مدل هانتر

دکتر Roy B. Hunter در سال 1940 برای تخمین و برآورد حداکثر محتمل مصرف آب بر اساس تعداد و نوع لوازم بهداشتی روشی ارائه کرد. این روش واحد مصرف یا همان روش SFU نامیده می‌شود. در بسیاری از کدهای لوله کشی و در طراحی سیستم‌های لوله کشی و تاسیسات مکانیکی بصورت متعارف از این روش استفاده می‌گردد. روش هانتر حاوی جداولی مربوط به لوازم بهداشتی پر کاربرد است که میزان حداکثر مصرف هر وسیله بهداشتی بر اساس واحدی بنام SFU ارائه می‌گردد. (یک واحد SFU حداکثر مصرف یک شیر معمولی دستشویی و معادل با GPM 5/7 یعنی 4/28 لیتر در دقیقه است.)

در ادامه با استفاده از یک منحنی واحدهای SFU به مقدار حداکثر محتمل مصرف آب بر حسب GPM تبدیل می‌گردد.

 

2. مدل‌های اصلاح شده هانتر

تجربه نشان داده است که در موارد بسیاری روش هانتر مصرفی بیش از واقعیت را تخمین می‌زند. هانتر خود به این موضوع واقف بوده است و علت آن را دشوار بودن برآورد احتمال مصرف همزمان لوازم بهداشتی مختلف در ساختمان می‌دانسته است. در سالیان بعد روش هانتر توسط محققان دیگری اصلاح شد.

1.2. در یک مدل که بوسیله Plumbing Code Committees (UPC و IPC) دنبال شد، میزان SFU وسایل بهداشتی مختلف که توسط هانتر ارائه شده بودند تصحیح گردید. این تحقیقات موجب کاهش بسیار زیادی در تعیین مقادیر SFU هر وسیله بهداشتی گردید. بیشترین کاهش در نتایج ارائه شده بوسیله (National Standard Plumbing Code (NSPC بود که بیش از 70 درصد کاهش در برآورد را نشان می دهد. قسمتی از این تحقیقات مجددا در 2012 توسط Uniform Plumbing Code (UPC) و International Plumbing Code(IPC) با تغییراتی ارائه شد. این تغییرات در مقادیر ارائه شده SFU بر اساس مصرف یک مجموعه بهداشتی بجای واحد مصرف هر یک از وسایل بهداشتی بود. یعنی اینکه در محاسبات بجای اینکه واحدهای مصرف هر یک از وسایل بهداشتی با یکدیگر جمع شوند مقدار مصرف یک مجموعه مشترک بهداشتی مثلا یک حمام بصورت یکجا در محاسبات در نظر گرفته می‌شود.

2.2. در مدل دیگری که توسط American Water Work association (AWWA) پی گیری شد و نتایج آن در مجله این ارگان بنام M22 در سال 1975 منتشر شد، منحنی‌های ارائه شده توسط هانتر (منحنی تقاضای مصرف محتمل بر حسب مجموع واحد SFU) با استفاده از منحنی‌های تجربی جایگزین شد. در این ویرایش تعدادی منحنی که حاصل نتایج اندازه گیری‌های واقعی در سایت‌هایی در کشور آمریکا و کانادا بود ارائه شد. اطلاعات بدست آمده جهت تهیه منحنی‌های جدید مصرف در گروه‌های مختلف مصرف کنندگان شامل منازل ویلایی، آپارتمان‌ها، هتل‌ها، ساختمان‌های تجاری و عمومی مورد استفاده قرار گرفت. نقص عمده این منحنی‌ها محدود بودن نوع مصرف کننده‌های مورد بررسی بود.

  • مطالعات اخیر نشان می‌دهد که منحنی‌های ارائه شده در M22 با یک حاشیه امن با مصارف واقعی مشاهده شده تطابق بیشتری دارد.

لازم به ذکر است که در ایران هنوز اغلب از روش هانتر استفاده می‌گردد. البته در جداول ارائه شده در پیوست مبحث 16 مقرارت ملی، واحدهای SFU مصرفی هر وسیله بهداشتی مجددا تعیین و به میزان کمتری فهرست شده‌اند. همچنین جدول واحدهای SFU هر وسیله بهداشتی نیز تصحیح گردیده است و مقادیرکاهش یافته اخیر در پیوست مقررات ملی درج شده‌اند. البته در متن مقررات ملی بجای منحنی هانتر جدول متناظری بر اساس واحدهای SFU و میزان محتمل مصرف متناظر با آن بر حسبGPM  آورده شده که صورت دیگری از همان منحنی هانتر می‌باشد.

  • بدیهی است در مقررات ملی استفاده از روش‌های دیگر مهندسی منع نگردیده و مجاز است.

روشن است که تمامی روش‌های فوق الذکر برگرفته از منابع آمریکایی می‌باشند. که با توجه به تفاوت فرهنگ مصرف آن کشور با ایران و همچنین تفاوت بعضی وسایل بهداشتی در سرویس‌های عمومی و خصوصی، استفاده از این روش‌ها هنوز هم دارای حاشیه می‌باشد.

 

3. مدل فرانسوی

روش دیگری مبتنی بر استاندارد NF P.41.201-204 کشور فرانسه بعضا استفاده می‌شود. در این روش جدولی ارائه گردیده است که مصرف هر وسیله بهداشتی را مشخص نموده است. برای تخمین حداکثر محتمل مصرف یک واحد، یک ساختمان یا یک مجموعه کل مصرف تمامی وسایل بهداشتی منصوبه در ساختمان از جدول زیر محاسبه می‌گردد.

از آنجا که تمامی وسایل مورد استفاده همزمان نیستند مجموع حاصل در یک ضریب همزمانی ضرب می‌گردد. نتیجه حاصله همان حداکثر محتمل مصرف ساختمان می باشد. ضریب همزمانی مذکور بر اساس فرمول‌ها و روابط ریاضی احتمالات و امکان واقعی بکار گیری همزمان شیرآلات و وسایل بهداشتی محاسبه شده است. این ضریب همزمانی بستگی به تعداد کل شیرآلات دارد و با افزایش تعداد مصرف کننده بر اساس محاسبات احتمالات ضریب کمتر می‌شود. جدول میزان مصرف هر وسیله بهداشتی مرتبط به این روش و جدول همزمانی از جدول زیر قابل استخراج است.

در این روش مجموع دبی تمام شیرهای مجموعه را بر اساس جدول مشخص کرده و سپس در ضریب همزمانی برگرفته از جدول بالا ضرب می‌کنیم. نتیجه حاصله حداکثر محتمل مصرف است که ممکن است در مجموعه اتفاق بیافتد.

*این روش در قسمت آموزش محاسبه دبی به طور کامل توضیح داده شده است.

 

برای روشن شدن تفاوت حداکثر محتمل مصرف برآورد شده حاصل از هر یک از روش‌های شرح داده شده فوق مثالی آورده می‌شود. در این مثال یک مجموعه آپارتمانی با چهار طبقه مسکونی که هر طبقه آن دارای چهار واحد مسکونی سه خوابه می‌باشد فرض شده است. یک اتاق خواب دارای مستر (یک حمام در اتاق) می‌باشد. برای سهولت محاسبه مصرف کولر آبی و مشاعات در نظر گرفته نشده است و فقط مصرف واحدهای مسکونی محاسبه و مقایسه گردیده‌اند.

 

معرفی و مقایسه روش‌های برآورد حداکثر محتمل مصرف