SWIMMING POOL DESIGN CONSIDERATION - تصميم حمامات السباحه

SWIMMING POOL DESIGN CONSIDERATION  -   تصميم  حمامات السباحه

مقال  عجبني  عن حمامات السباحه 
حبيت انقله زي  ماهو  بدون اي زياده او نقص  مني  

المقال للمهندس /  احمد محمد سامي 

التوصيات المقترحه لمسطح اشغال الفرد للحمام

نوع النشاط	حمامات مغطاه	حمامات مكشوفه
من عمق 8. م الى 1.20 م	1.25 م 2  الفرد	1.35 م2 للفرد
حمامات ترفيهيه	1.80م2   للفرد	2.25م2 للفرد
حمام تعليم المبتدئين عمق الى 1.5 م2	3.60 م2  للفرد	4 م2 للفرد
حمامات ترفيهيه المستوى المتقدم	2.25 م2  للفرد	2.70 م2 للفرد
حمامات الغطس	15.75 م2  للفرد	18.00 م2 للفرد

تغذيه حمامات السباحه :-

يجب ان تفى بالاشتراطات الصحيه و تكون كل التوصيلات ضد السريان العكسى للمياه

يجب ان يكون هناك قاطع هوائى (air gap)  عند الدخول المياه النقيه لتغذيه حوض حمام سواء التغذيه مباشره من مياه او بطريقه الدوره المستمره

فتحات دخول و سحب المياه من والى حوض الحمام :-

يوجد نوعان من فتحات دخول المياه

1-      النوع الارضى floor inlet  

2-      النوع الحائطى wall inlet

يجب ان تكون فتحات دخول المياه من النوع الذى يسمح بضبط و التحكم فى كميه المياه و يمكن ايضا توجيهها و يجب توزيعها بطريقه متجانسه و منظمه فى جميع اجزاء الحوض

فتحات دخول المياه     فتحه واحده كل 25م2          او فتحه واحده كل 20م3    ايهما اكبر

فتحات خروج المياه    على الاقل نقطه صرف واحده فى اوطى نقطه بقاع الحمام و تستعمل ايضا فى سحب كميه من المياه الى المرشحات  و فى حاله وجود اكثر منمخرج للمياه ان لاتزيد المسافه بين محورى الفتحات عن 6م و لايزيد بعدها عن الحائط عن 4.5 م ولا تزيد السرعه للمياه عن 0.6 م/ث و يفضل تواجد فتحتين على الاقل المسافه بينهم 2.40م الى 3.60م ولاتزيد عن 6م

دوره الترشيح وانواع المرشحات :-

يتم سحب كميه من المياه من المخارج الى المرشحات ثم تعقيمها و دخولها مره اخرى الى حمام السباحه و تتم هذه العمليه عن طريق الطلمبات  ويشمل هذا النظام خزان فائض

ويتمتحديد معدل التصرف حسب حجم مياه الحمام وعدد مرات دوره المياه بالكامل خلال المرشحات فىاليوم ولاتقل عن 3 مرات فى اليوم تشغيل مره كل 8 ساعات

تتغير حسب نوع الحمام سواء خاص او عام او مغطى مكشوف نزلاء فندق او نادى كثافه المسنخدميين و مدى تلوث المياه بالاتربه و المنطقه المحيطه بها

مكونات نظام دوره المياه المستمره :-

1-      خزان المياه المزاحه                                     (surge tank)  

2-      المداخل (inlet)

3-      مخارج الصرف (out let)

4-      الفائض (over flow)

5-      الطلمبات (pump)

6-      اجهزه التعقيم

7-      اجهزه التحكم فى قلاويه المياه وخصائصها

الاشتراطات الخاصه بعمليه الترشيح :-

يجب ان تكون بسعه كافيه لتفى بالاشتراطات المححده فى المواصفات و تقوم بعمليه الترشيح لكامل الحمام مره كل 8 ساعات

لاتزيد السرعه فى مواسير السحب عن 1.5م/ث و فى مواسير الطرد عن 2.00م/ث

تركيب مصفاه قبل المضخه ليمنع الاتربه او اوراق الشجر من الدخول الى المضخه

يجب تزويد الحمام بنظام تجميع الفائض (over flow collection system)  و يجب فيه ان يكون مستوى الماء على نفس مستوى حافه الفائض و يستخدم فى الحمامات الصغيره نسبيا و الخاصه  او اوتوماتيكيا (automatic surface skimmer)  و فى حاله استخدام النظام الاوتوماتيكى يتم توزيعه ما بين 4.5م الى 7.5 م يجب ان يكون مستوى السطح المياه بالحمام مع خط محور فتحه الكاسح وتركب وحده واحده لكل 46.5م2

يجب ان تكون حمامات الاطفال و الغير الملمين بالسباحه فى دوره ترشيح و تعقيم نفصله لتعقيم الحمام فى مده ساعه او اثنين على الاكثر

فى حاله استخدام نظام الفائض ان تستمر حول 50% او اكثر من محيط الحمام و تكفى لسحب 50% من المياه الحمام الى المرشحات

المرشحات وانواعها

اما بالضغط او بالسحب و حسب الوسط الترشيحى

8-      Rapid sand filters   معدل ترشيح من3الى 5 جالون / الدقيقه / قدم2

9-      Pressure diatomaceous earth filter   من 2 الى 2.5 جالون / دقيقه / قدم2

10-   Cartridge filter  وهى نوعـــــــــــــــــــــــــــــــــان

-          Deep type معدل ترشيح من 3 الى 8 جالون / دقيقه / قدم2

-          Surface type  1 جالون / دقيقه / قدم2

 توجد مرشحات اخرى مثل vacuum type filter  و هى محدوده الانتشار

معــــــــــــــــدل الترشــــــــــــــــــــــــــــيح :-

Rapid sand filter لايزيد عن 3 جالون / دقيقه /قدم2

High rate sand filter لا يزيد عن 16.5 جالون /دقيقه/قدم2

معدل الغسيل التصميمى :-

ان لا يقل عن 15 جالون / دقيقه / قدم 2 للحمامات العامه

10 جالون / دقيقه / قدم 2 للحمامات الخاصه

ملاحظه يفصل ان يكون نظام غسيل المرشحات اوتوماتيكيا حيث لا يعمل الا اذا احتاج المرشح للغسيل فعلا

وحدات كسح المياه :-  

وحدات كسح المياه الاوتوماتيكيه recessed automate surface skimmer

وتعمل على سحب وازاله الاتربه والحشرات و الرغاوى العائمه على سطح حمام السباحه وهى تعمل بصفه مستمره

ويتم تركيب وحده واحده لكل 46.5م2  او وحده واحده لكل 74.5 م2 بالنسبه  للحمامات الخاصه اما فى حاله الحمامات غير منتظمه الشكل يجب توزيعها بشكل جيد لضمان كسح جيد لحمام السباحه

تعقيم حمامات السباحـــــــــــــــــــه :-

تتم عمليه تعقيم حمام السباحه اوتوماتيكيا لتوفير استهلاك المواد الكيمائيه

حجم المياه بالحمام	اعلا كفاءه للجهاز المناسب
35 م3 70 م3 160 م3 275 م3 400 م3 700 م3 1400 م3 2800 م3	0.60 لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 1.00 لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 2.30 لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 3.80 لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 6.00 لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 10   لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 20   لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه ) 40   لتر/ ساعه  (0.15 جالون / ساعه )

عمليه تسخين حمامات السباحه :-

يتم تركيبها على الخط الراجع الى الحمام بين المرشحات والدخول الى حوض السباحه

فى حاله وجود تسخين مركزى غلايات مياه او سخانات مركزيه  يتم عمل سخانات تبادل حرارى (heat exchanger)  

اسس حساب حجم سخانات مياه حمام السباحه :-

تعتد على عده عوامل

-          الفاقد الحرارى من سطح حمام السباحه

-          فرق درجات الحراره بين الجو المحيط و مياه الحمام

-          سرعه الرياح

-          حجم مياه الحمام

يجب ان تكون السخانات قادره على رفع درجه حراره حمام السباحه الى 28 او 30 درجه فى مده قدرها 24 ساعه للحمامات الضغيره و الخاصه و 48 الى 96 ساعه بالنسبه للحمامات الكبيره

ويجب مراعاه عدم زياده درجه حراره المياه فى الوسط المحيط عن 37 درجه

بعض الملاحظات المهمه والمعلومات التى ستستخدم فى الحسابات

SWIMMING POOL TYPES:

Commercial Pools -   Municipal, community, leisure and club, senior schools, hotels, large

                                      Apartment, multiple housing units, pools ancillary to club facilities,

                                      (High or medium bathing loads)

Competition pools– International, national and regional swimming contest (moderate

                                      Bathing Loads) generally full Olympic – 50m x 25m or half Olympic-

                                      25m x 13m

Teaching Pools -      Shallow depth for training of non swimmers (high bathing load)

Treatment Pools -    Special therapeutic and hydrotherapeutic, spa and hot tub (high bathing

                                     Loads with special problems)

Paddling Pools -        Very shallow or shelving waters for children (very high bathing load

                                     Presenting special problems

Diving Pools      -        Alongside competition pools (low bathing loads)

Domestic Pools -       Garden or indoor, above ground and in ground (low bathing loads

                                      Such as owner, family and guest only) 

Equine Pools   -         Pools for exercise and hydrotherapy of horses, usually round with either

                                     One or two slope access ramps with Central Island. Because of the

                                     usage, the Maximum depth is 3m. The ramp should be padded with

                                     rubber flooring And sheeting to protect the animal and the internal

                                     finish is usually painted Due to the risk of damage from hooves.  

                                     Filtration is medium rate with Large Filter bed area. It is advisable to

                                     increase the size to surface Skimmer basket in order to catch hay /straw

                                     etc...Pool water heating, if Required, is as normal. Treatment control

                                     system is to be encouraged. 

                                     Filtration and treatment systems must be oversized. Specific

                                     requirements May need to be addressed but generally water depths

                                     should fall to approx From the ramp. Temp should be within the range

                                     of 65 - 75ºF.

Canine Pools    -        Construction are typical to equine pools but much smaller. Access

                                     Ramps are not necessary. Heated water is much more likely and the risk

                                     Of Faucal contamination is almost nil.

TYPE OF POOL                                                                                            TURN OVER PERIOD (HRS)

Spa....................................................................................................................   0.1   -   0.25

Leisure water bubble pools.............................................................................    0.1   -   0.33

Teaching pools………………………………………………………………………………………….…… 0.5   -   1.0

Waterslide splash pools………………………………………………………………………………..  0.5   -   1.0

Hydrotherapy pools………………………………………………………………………………….….   0.5   -   1.0

Leisure water up to 0.5m deep……………………………………………………………..……..   0.2   -   0.6

Leisure water up to 0.5m – 1m deep……………………………………………………………..   0.6   -   1.2

Leisure water over 1.5m deep…………………………………………………………….…………   1.8   -   2.5

Conventional public pools up to 25m long with a 1m shallow end………………...   2.5   -   3.0

Conventional public pools up to 25m long with a 1m shallow end………………...   2.5   -   3.0

Competition pools 50 m long…………………………………………………….…………………..   3.0   -   4.5

Diving pools ………………………………………………………………………………………..…….…..   4.0   -   8.0

Domestic pools ……………………………………………………………………..……………….……..   4.0   -   8.0

خطوات التصميم حمام السباحه

سيتم افتراض وجود حمام سباحه و يكون مساحه سطحه كالتالى 90م2 و عمقه 1.5 م و حجمه 135م3 ونوعه عام تجارى

1-      مداخل الماء...........................ويكون مدخل لكل 25م2

عدد المداخل = 90/25 = 3.6 .................... نقول 4 مداخل

2-      مخارج الماء......................... مخرج عن اوطى نقطه للحمام و لكن يفضل على الاقل مخرجين المسافه بينهما 2.40م الى 3.60 م ولا تزيد عن 6م.

3-      من الجدول السابق نحصل على turn over period و تكون 3.

       

4-      من الممكن الان حساب قدره المضخه المستعمله Pump Capacity = V / (turn over period * 60 )    

                             = 135/ (3*60) = 0.75 m3 / min.

                                                       = 45 m3 / hr.

5-      بفرض مضختان تعملان سويا فان قدره المضخه الواحده تكون 45/2= 22.5 م3/ ساعه

6-      قدره المرشحات

تكون وحدتين تعملان معا كل واحده منهم ذات قدره 22.5 م3/ ساعه عند استخدام high rate sand filter يكون معدا الترشح ( 15 جالون / دقيقه / قدم2 ) او ( 35 م3/ ساعه / م2 )

هناك طريقه يتم استخدامها باستخدام 15 جالون / دقيقه / قدم2 للحمامات العامه

                                            20 جالون / دقيقه / قدم2 للحمامات السكنيه

7-      حساب Balance tank volume 

Balance tank volume = 40 L/m2 * pool surface area + 10 min * pump capacity                        

                                         + 0.01 pool surface area

                                      = 40 * 90 / 1000 + 10 * 0.75 + 0.01 * 90 = 12 m3

8-      حساب اقطار المواسير :-

هناك طريقتان

-          باستخدام الخرائط للمواسير و ذلك بمعرفه السرعه و التدفق للمياه عند كل ماسوره

-          الطريقه الثانيه باستخدام المعادلات و تعطى نتيجه تقريبا مثل الخرائط و من الاسهل استعمالها

Supply velocity (max 2 m/s)……...  dia (mm) =    √ V2     x   13.3

Suction velocity (max 1.2m/s)…… dia (mm) =     √ V2     x   17.0

Grille velocity (max 0.3m/s)……… dia (mm) =     √ V2     x   18.5

اولا : مواسير التغذيه :-

من الخطوه رقم تم تحديد عدد 4 مداخل و من الخطوه 4 تم تحديد قدره المضخه بـ 45 م3 /  ساعه

اذا كل مخرج يعطى 45/4 = 11.25  م3 / ساعه

Supply velocity (max 2 m/s)……...  dia (mm) =    √ V2     x   13.3

Dia = √ 11.25 X 13.3 = 44.6 mm ………………………………….say 50 mm

Dia = √ 22.50 X 13.3 = 63.0 mm ………………………………….say 65 mm

Dia = √ 33.75 X 13.3 = 77.3 mm ………………………………….say 80 mm

Dia = √ 45.00 X 13.3 = 89.2 mm ………………………………….say 100 mm

ثانيا : مواسير السحب :-

تم تحديد عدد 2 مخرج ومن الخطوه 2 و من الخطوه  4 تم تحديد قدره المضخه بـ 45 م3 /  ساعه

Suction velocity (max 1.2m/s)…… dia (mm) =     √ V2     x   17

Dia = √ 22.50 X 17.0 = 80.63 mm ………………………………….say 80 mm

Dia = √ 45.00 X 17.0 = 114.0 mm ………………………………….say 110 mm

ثالثا : مواسير الفائض :-

يتم توزيعها على الرسم بمسافه لاتزيد عن 6 م بين الوحدتين و المسافه بين الحائط لاتزيد عن 4.5 م

بفرض وجود عدد 6 مخارج للجريلا وتوصبل كل ثلاثه على خط تجميع ثم تجميعهم على نقطه واحده

Grille velocity (max 0.3m/s)……… dia (mm) =     √ V2     x   18.5

Dia = √ 7.50 X 18.50 = 50.7 mm ………………………………….say 50 mm

Dia = √ 15.0 X 18.50 = 71.7 mm ………………………………….say 80 mm

Dia = √ 22.5 X 18.50 = 87.8 mm ………………………………….say 100 mm

Dia = √ 45.0 X 18.50 = 124. mm ………………………………….say 125 mm

9-      حساب مساحه سطح الفلتر :-

 Filter area   =      Pool System Circulating Rate / filter velocity

                      =      22.5 (m3 / hr )  / 35 (m3 / hr / m2) = 0.64 m2

اذا الفلتر المطلوب يكون كالتالى

-          مساحه سطحه = 0.64 م2

-          السريان له  22.5 م3 / ساعه  عند 15 جالون / دقيقه / قدم2

10-   عمليه التدفئه لحمامات السباحه :-

Heater is required for heating purposes at winter seasons if required take inconsideration that it's not particle to heat the pool without covers at coldest winter months

For calculation purposes the following conditions to be considered:-

The recommended Pool water temperature is around 28 º C deg.

Outdoor air condition          : 46 / 30 deg º C DB/WB –summer condition, max 122deg F (50 C)

                                                 : 10 / 6 deg º C BD/WB   -winter condition 

From SPATA p5, Sec3, the Average Daily heat loss (DH) in KWhr / m2 of pool surface area:

                                                                                                     Daily Heat loss (DH)@28ºCwater

                                                                                                     Pool water temperature:                                                By interpolation   @ 9º C db air temp      -      9.12 KWhr/m2

                                                             10º C db air temp      -      8.40 KWhr/m2

                                                             12º C db air temp      -      6.96 KWhr/m2

 Correction Factor (CF) for outdoor/exposed pool location = 1.25  

 Correction Factor (CF) for sheltered pool location = 0.80,

 Correction Factor (CF) for no cover = 1.40

 Correction Factor (CF) for high water table = 1.25

                      Q   =   CF   x   DH   x pool surface area / no. of hrs per day available for heating

                            =   1.25 x 8.4 x 90 / 48 = 19.6 Kw.

11-   عمليه التبريد لحمام السباحه :-

For cooling purpose in summer seasons chilled water is required to cooling the water temperature in summer to recommended temperatures

The recommended Pool water temperature is around 28 º C deg

Outdoor air condition        : 46 / 30 deg º C DB/WB – summer condition, max 122 deg F (50 C)

To cool 1gpm and maintain at 28ºC(82.4ºF) will require the corresponding 51.25 Cfm of air & 59.97 Btu/min to reject  the heat.

 In our case, our System Flowrate @ 45 m3/hr - 198 GPM),  Cooler Capacity(output)  and the CFM reqd to reject the heat will be

COOLER CAP =    198 GPM / 1gpm per 59.97 Btu/min

                                                                                                        =    11,874 Btu/min

                        =    712,443.6  Btu/hr

                        =    36.58 TR

                                        

CFM required to reject the heat:

                        =    51.25 cfm /gpm  x  198 gpm

                        =   10,147.5 CFM

Therefore the Heat pump (chiller/heater) capacity will be:

                                           Duty cooling:  712.443 MBH @ 10,147.5 CFM, @115/86ºC ambient

                                           Duty heating: 19.60 KW @ 10/6 °C ambient

12-   اختيار مخارج الصرف و جريلات الصرف الفائض :-

For drain exit :

Q  =198 gpm @ 50% maindrain= 99 gpm , main drain selection, 49.5 gpm @3.2 fps,

حيث ان اقل فلو متوفر فى الكاتالوج هو 56جالون / دقيقه ولكن يتم خنقه لتقليل الفلو الى 49.5 جالون / دقيقه

لابد من بعد ذلك اختبار السرعه بعد اختيار المخرج

V (m/s) = circulation rate (m3 /hr) /[ free open area of grille m2*3600]

              =22.5 / [ 3.14 * 0. 18 2 / 4 * 3600 ] = 0.25 m/s

since  maindrain shall not be more than    0.5 m / sec   /// selection is ok  

For guilter exit :

Q   = 198 gpm@ 50% gutter drain- 99 gpm - gutter drain select :  16.5 gpm each for 6 no.

اختيارها من الكاتالوج عند الـ gpm المراده

13-   حساب الضغط المطلوب لتشغيل المضخه لحمام السباحه :-

1-      heater delta P =2.5m………………………………………………………..= 8.20 ft

2-      filter  delta P   =0.5 psi x  2  filter(tandem) ……………………… = 32.8 ft

3-      chlorination auto pilot unit ………………………………………….... = 5 ft

4-      pipes and fittings …………………………………………………………... = ....... ft

5-      static head heat pump located at rooftop ……………………… = 5m x 3.28 ft/m = 16.4 ft

6-      20% allowance (1+2+3+4+5)………………………………………….…= …….  Ft

Get total head of the pump = …….. ft

Pump (1 duty-1 standby) KW INPUT = 198 gpm * ……..ft / (3960*0.5 eff)= ………HP