شيت حساب أقطار مواسير تغذية المياه ووحدات التغذية WSFU وفاقد الضغط إكسيل

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets كود السباكة والتمديدات الصحية السعودي (SBC 701: Saudi Plumbing Code)
حمل شيت حساب أقطار شبكات تغذية المياه ووحدات أجهزة التغذية WSFU وفق كود السباكة السعودي SBC 701 و IPC، وحساب فواقد الاحتكاك وسرعات المياه هيدروليكياً إكسيل.
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_حساب_أقطار_مواسير_تغذية_المياه_WSFU_وفاقد_الضغط.xlsx
الحجم: 48 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):

معادلة هازن-ويليامز لفواقد الاحتكاك (Hazen-Williams Equation)
h_f = 10.67 \cdot \frac{L \cdot Q^{1.852}}{C^{1.852} \cdot d^{4.871}}

المعادلة الهيدروليكية المعتمدة في كود السباكة العالمي SBC 701 / IPC لحساب هبوط الضغط الناتج عن احتكاك السائل بجدران الماسورة، حيث L الطول المكافئ بالمتر، Q معدل التدفق بـ م³/ثانية، C معامل خشونة السطح الداخلي (150 للبلاستيك و 140 للنحاس)، و d القطر الداخلي بالمتر.

معادلة استمرارية السريان وحساب سرعة المياه (Flow Velocity Equation)
v = \frac{4 \cdot Q}{\pi \cdot d^2}

حساب السرعة الخطية لتدفق المياه (م/ث) بقسمة معدل التدفق الحجمي على مساحة المقطع العرضي للماسورة، للتحقق من عدم تجاوز السرعة للحدود القصوى المانعة للضجيج والمطرقة المائية.

معادلة ميزانية الضغط التشغيلي المتبقي (Residual Pressure Balance)
P_{residual} = P_{supply} - \sum \Delta P_{friction} - \frac{\Delta Z}{10.2}

حساب الضغط الفعلي المتوفر عند أبعد وأعلى جهاز صحي بطرح إجمالي فواقد الاحتكاك في جميع المسارات المتتالية وفاقد الارتفاع الرأسي (العمود الاستاتيكي) من ضغط المصدر المتاح.

الطول المكافئ للوصلات والمحابس (Equivalent Pipe Length for Fittings)
L_{total} = L_{actual} + 0.25 \times L_{actual}

إضافة نسبة تقديرية قياسية (20% إلى 25%) إلى الطول الفعلي للخطوط لمراعاة فواقد الضغط الثانوية في الأكواع والتيهات ومحابس العزل وصمامات عدم الرجوع.

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت حساب أقطار مواسير تغذية المياه ووحدات التغذية WSFU وفاقد الضغط إكسيل - أعمال الخرسانات والتسليح بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_حساب_أقطار_مواسير_تغذية_المياه_WSFU_وفاقد_الضغط.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

ما هو شيت حساب أقطار مواسير تغذية المياه ووحدات التغذية (WSFU)؟

شيت حساب أقطار مواسير تغذية المياه ووحدات التغذية (Water Supply Pipe Sizing & Fixture Units Sheet) هو نموذج هندسي تشغيلي متكامل لمهندسي الميكانيكا والمكتب الفني (MEP)، مصمم لحساب وتحديد الأقطار الاقتصادية الصحيحة لشبكات توزيع وتغذية المياه الباردة والساخنة داخل المباني السكنية والتجارية والإدارية.

يعتمد الشيت على الاشتراطات الصريحة لـ كود السباكة السعودي (SBC 701) وكود السباكة العالمي (IPC)، حيث يمر التصميم بمرحلتين رئيسيتين:

  1. حصر وحدات أجهزة التغذية (Water Supply Fixture Units - WSFU): تقدير الحمل الهيدروليكي الإجمالي لكل جهاز صحي (مرحاض، حوض، دش، مغسلة) بناءً على نمط الاستخدام (خاص أو عام) واحتمالية التشغيل المتزامن.
  2. التحليل الهيدروليكي للمسارات: تحويل قيم WSFU عبر منحنى هانتر القياسي إلى معدل تدفق تصميمي ($Q$)، ثم تحديد القطر الداخلي المناسب للمواسير (PPR أو CPVC أو PEX) والتحقق من بقاء سرعة التدفق ضمن الحدود الآمنة وحساب فاقد الضغط بالاحتكاك والارتفاع الاستاتيكي للتأكد من وصول الضغط التشغيلي الكافي لأبعد جهاز بالمبنى.

خطوات الحساب الهيدروليكي لشبكات التغذية في كود SBC 701

لضمان وصول المياه بضغط وتدفق كافيين لجميع المستهلكين دون إحداث ضوضاء أو تآكل في الشبكة، يتبع المهندس المراحل الهندسية التالية:

  1. تحديد قيم WSFU لكل مسار: يتم تجميع وحدات التغذية التراكمية لكل مقطع أنبوبي من واقع جدول الأجهزة المخدومة؛ فالصاعد الرئيسي يغذي كافة الأدوار، بينما يتناقص الحمل كلما اتجهنا نحو أفرع الشقق والأجهزة المفردة.
  2. تحديد التدفق التصميمي الفعلي ($Q$): استخدام منحنى هانتر (Hunter's Curve) للتمييز بين الأنظمة التي تعتمد على صناديق الطرد العادية (Flush Tanks) أو صمامات الطرد السريعة (Flushometer Valves)، حيث تتطلب الصمامات تدفقاً لحظياً أعلى بكثير.
  3. اختيار القطر الاسمي الأولي (Nominal Diameter): افتراض قطر للماسورة استناداً إلى السرعة المستهدفة ($v \approx 1.2 - 1.8 \text{ m/s}$).
  4. حساب السرعة الفعلية والتحقق منها:

$$v = \frac{4 Q}{\pi \cdot d^2}$$

إذا كانت السرعة أكبر من $2.4 \text{ m/s}$ يجب زيادة القطر لمنع حدوث المطرقة المائية (Water Hammer) وتآكل جدران الأنابيب، وإذا كانت أقل من $0.8 \text{ m/s}$ يجب تقليص القطر لتفادي ترسب الشوائب والتكلفة الاقتصادية الزائدة.

  1. حساب فاقد الضغط بالاحتكاك (Friction Head Loss): يتم تطبيق معادلة هازن-ويليامز مع احتساب الطول المكافئ للمحابس والوصلات (الأكواع والتيشات):

$$h_f = 10.67 \times \frac{L \cdot Q^{1.852}}{C^{1.852} \cdot d^{4.871}}$$

  1. التحقق من الضغط المتبقي عند أبعد نقطة: طرح فواقد الاحتكاك وفارق الارتفاع الاستاتيكي (Head Loss due to Elevation $\approx 0.1 \text{ Bar/m}$) من الضغط المتاح بالشبكة أو من مضخة التغذية (Booster Pump)، والتأكد من ألا يقل الضغط المتبقي عن $1.0 - 1.4 \text{ Bar}$ (15 إلى 20 PSI) عند صمام الدش أو الصنبور العلوي الأكثر حرجاً.

طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي

1

معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:

استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.

2

تحميل الشيت وفتحه على جهازك:

قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.

3

إدخال البيانات الأساسية للمشروع:

قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.

4

الطباعة المباشرة بمقاس A4:

تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

ما هي وحدة أجهزة التغذية (WSFU) وما الغرض الهندسي من استخدامها؟

وحدة أجهزة التغذية (Water Supply Fixture Unit - WSFU) هي معامل ترجيحي لا بُعدي يُعبر عن مقدار الحمل الهيدروليكي النسبي الذي يطلبه جهاز صحي معين أثناء استخدامه. الغرض منها هو تجنب جمع التدفقات القصوى للأجهزة جمعاً جبرياً مباشراً، لأن احتمالية فتح جميع حنفيات ومراحيض المبنى في نفس اللحظة تكاد تكون معدومة، وتتيح تحويل هذا الحمل إلى تدفق تصميمي واقعي واقتصادي عبر منحنى هانتر.

لماذا تختلف قيم WSFU بين نظام Flush Tank ونظام Flush Valve؟

صندوق الطرد العادي (Flush Tank) يمتلئ تدريجياً وبمعدل سريان منخفض نسبياً (حوالي 0.15 إلى 0.20 لتر/ثانية)، لذا تكون قيمة WSFU الخاصة به صغيرة (2.2 وحدة). أما صمام الطرد المباشر (Flush Valve) المستخدم في الأماكن العامة، فيفرغ كمية مياه هائلة خلال ثوانٍ معدودة بمعدل تدفق لحظي مرتفع جداً (يصل إلى 1.5 إلى 2.0 لتر/ثانية)، لذا ترتفع قيمة WSFU للمرحاض إلى 5.0 وحدات وتتطلب أقطار مواسير لا تقل عن 1 بوصة.

ما هي السرعات الهيدروليكية المسموحة في شبكات تغذية المياه في كود SBC 701؟

يشترط كود SBC 701 ألا تقل سرعة التدفق في خطوط التغذية عن 0.8 إلى 0.9 م/ث لمنع ترسب الأملاح والشوائب داخل المواسير، وألا تتجاوز السرعة 2.0 م/ث في الخطوط والأفرع الداخلية، و 2.4 م/ث في الصواعد والخطوط الرئيسية المغذية، لتفادي حدوث ظاهرة الطرق المائي (Water Hammer) المسببة لتلف المحابس والأجهزة وتوليد اهتزازات وضوضاء في الجدران.

ما هو الحد الأدنى للضغط المتبقي المطلوب عند أبعد نقطة استهلاك بالمبنى؟

يشترط الكود السعودي وكود السباكة العالمي IPC ألا يقل الضغط المتبقي عند أكثر الأجهزة حرجاً وبعداً عن 1.0 إلى 1.4 بار (15 إلى 20 PSI) للأجهزة العادية مثل الدش وصنابير الأحواض، بينما تتطلب صمامات الطرد (Flush Valves) ضغطاً تشغيلياً لا يقل عن 1.7 إلى 2.0 بار (25 إلى 30 PSI). وإذا تبين من خلال الشيت أن الضغط المتبقي أقل من ذلك، يلزم تركيب مضخة تعزيز ضغط (Booster Pump).