دانش طراحی تاسیسات استخر برای راه اندازی استخر خوب بسیار حائز اهمیت است. شنا در تمام فصول ورزشی مفرح است. البته به‌شرط وجود استخری با تأسیسات مناسب. ارائه یک طرح خوب برای استخر، نیازمند پیش‌بینی تسهیلات کافی برای شناگران و تدارک دیدن سیستمی کارآمد برای تصفیۀ مداوم و عنداللزوم گرم‌کردن آب استخر می‌باشد. چه در غیر این صورت، استخر به محلی برای گسترش انواع بیماری های پوستی و روده‌ای تبدیل خواهد شد. این نوشتار ناظر بر جزئیات ضروری و محاسبات معمول مهندسی در طراحی صحیح تأسیسات استخر است.
آنچه در این مطلب خواهید خواند
در طراحی تاسیسات استخر عموما استخرهای شنا برحسب شیوۀ تصفیۀ آب به سه دست تقسیم می شوند:
1- خزینه: (Fill-and-Draw)
این استخر در واقع چیزی بیش از وان حمام بزرگ نیست که ممکن است به‌عنوان استخر خصوصی استفاده شود و بار استحمامی آن سبک است. درحالی‌که در خزینه‌های عمومی با بار استحمامی سنگین، آب باید به‌علت افزایش آلودگی ناشی از استحمام‌کنندگان مکرراً تعویض گردد. در طراحی استخرهایی از این نوع، باید به‌ازای هر استحمام‌کننده، ۵۰۰ گالن آب بین تعویض‌های کامل آب استخر منظور نمود.
در تأسیسات بزرگ، اندازۀ استخر بسیار بزرگ می‌شود، حجم زیادی از آب تلف می‌شود و استخر در فواصل خالی‌شدن و پرشدن مجدد، مدتی طولانی خارج از سرویس است. به‌لحاظ افزایش مداوم آلودگی، لازم است قبل از هر دورۀ استفاده از استخر، به آب مقدار کافی کلر زده شود تا ضدعفونی گردد. اما تعیین میزان دقیق کلر لازم غیرممکن است و ازاین‌رو می‌بایست درزمان استفاده از کلر، میزان آن را دست‌بالا را گرفت. به‌دلیل این نقص‌ها، این نوع استخر (یا در واقع خزینه) نمی‌تواند به‌عنوان محل استحمام عمومی استفاده شود و به‌طورکلی برای تأسیسات بزرگ، این طرح غیرعملی است.
2- استخر با جریان آب گذرا: (Flow-Trough)
طراحی این نوع استخر زمانی ممکن است که جریان آب کافی از رودخانه یا نهر مجاور قابل حصول باشد. اما چنانچه قرار باشد جریان آب لازم از آب‌لوله‌کشی شهر یا چاه تأمین شود، اتلاف یا در واقع اسراف زیاد آب را باید مدنظر قرارداد. شهرداری ها برای چنین استخری، استفاده از آب شهر را مجاز نمی‌دانند. اگر آب این استخر از یک نهر تأمین شود، لازم است کیفیت آن از لحاظ امکان آلودگی به فاضلاب آزمایش قرار گیرد.
در صورت مشاهدۀ آلودگی، به‌منظور جلوگیری از گسترش بیماری های ناشی از آب آلوده، باید با استفاده از مادۀ ضدعفونی‌کننده، آب را میکرب‌زدایی نمود. در طراحی استخر، کمتر از 500 گالن در روز به ازاء هر شناگر، حجم آب ضدعفونی نشده خیلی کوچکی است. این آلودگی آب با استفاده از مواد ضدعفونی‌کننده کاهش می‌یابد. اما بازهم تعیین میزان دقیق مادۀ ضدعفونی‌کننده‌ای که نیاز است، ناممکن است.
3- استخر با جریان آب در گردش (RECIRCULATINS)
امروزه عموماً در طراحی تاسیسات استخر از این سیستم تصفیۀ آب استفاده می‌شود. این سیستم تاکنون بسیار پیشرفته شده است و پمپ‌های سیرکولاتور، فیلترها، کلزن ها و دیگر وسائل ضروری آن را کارخانجات بسیاری تولید و عرضه می‌شوند. روش‌های مؤثر و عملی کنترل برای ابقای حداکثر شرایط بهداشتی و تسهیلات جذاب شنا برای حداکثر افراد شناگر یا حداقل هزینه، در این سامانه ابداع و متداول گردیده‌اند.
در یک‌کلام، این سیستم اقتصادی ترین و ایمن ترین شیوۀ تصفیۀ آب استخر می‌باشد. در یک استخر با جریان آب در گردش آب کثیف و مستعمل متداوما با آب فیلتر و تصفیه‌شده جایگزین می‌شود. به مفهوم کلمه، تصفیۀ آب استخر در نتیجۀ ترقیق مداوم آن است. اولین بخش آبی را که از استخر بیرون کشیده می‌شود، می‌توان به‌عنوان آب کاملاً کثیف در نظر گرفت. به‌لحاظ اختلاط دائمی آب تمیز ورودی و آب کثیف باقی‌مانده در استخر، هر بخش بعدی آب خارج شونده مرکب خواهد شد از نسبت کمتری از آب کثیف و مقدار بیشتری آب تمیز.
گرم‌کردن آب استخر
دمای ایده آل برای آب استخر حدود 80 F-26/7C است. فاصله نگهداری چنین دمایی معمولاً مستلزم وجود سیستم آب گرمکن برای بالابردن دمای آب در گردش بین استخر و موتورخانه به‌منظور جبران تلفات حرارتی آب استخر به هوا و زمین، می‌باشد. بسیاری از استخرهای تجاری شامل دوش و اتاق‌های سونا نیز می‌باشد. عموما در این موارد از سیستم و تجهیزات مستقلی استفاده می‌شود؛ یک آب گرمکن استاندارد برای دوش‌ها و یک دیگ کوچک یا مرکز تهیۀ بخار برای اتاق‌های سونا. تجهیزات ویژه این کار را بیشتر سازندگان آب گرم کن‌ها و دیگ‌ها تهیه می‌کنند.
سیستم گرم‌کنندۀ آب استخر در مسیر معمول گردش آب، پیش از برگشت آب خروجی از دستگاه تصفیه به استخر نصب می‌شود که در ساختمان‌های مسکونی، هر ۸ ساعت کل آب استخر یک‌بار گردش کرده باشد. سیستم گرم‌کردن غیرمستقیم آب استخر توسط لوله‌های نصب‌شده در دیوار یا کف استخر نیز می‌تواند استفاده شود و از آنجا که آب استخر از درون آب گرمکن عبور نمی‌کند، مشکلات ناشی از خوردگی و رسوب بندی و تقطیر به میزان زیادی کاهش می‌یابد. ولی به‌دلیل هزینۀ نسبتاً زیاد، سیستم گرم‌کردن مستقیم بیشتر معمول است.
مضاف بر کنترل‌های ایمنی که معمولاً استفاده می‌شوند، گرم کن‌های آب استخر باید به کنترل کنندۀ دمای آب استخر و سوئیچ ایمنی فشار آب یا جریان (Flow switch) مجهز گردند. کنترل‌کننده دما معمولاً در سر راه برگشت آب استخر به آبگرمکن، ترجیحاً در ورودی آبگرمکن نصب می‌شود. فلوسوئیچ و یا پرشر سوئیچ (Pressure switch) هم در ورودی و هم در خروجی، بسته به دستور کارخانه، نصب می‌گردند. به این طریق، این سیستم‌ها برای وقتی مقدار آب کم است یا اصلاً در مقابل بی‌آبی محافظت می شوند.
روش‌های متعددی برای محاسبه و تعیین اندازۀ آب گرمکن پیشنهاد شده است:
- بعضی‌ها به‌صورت سرانگشتی و بعضی‌ها به‌صورت ساده بر مبنای سطح استخر یا حجم آب آن است.
- تعدادی نیز با منظور کردن فاکتورها، شامل محاسبۀ اتلاف حرارت از سطح استخر به هوا ارائه‌شده اند.
مگر در موارد غیرمعمول، انجمن گاز آمریکا (AGA) توصیه می‌کند که اندازۀ تجهیزات لازم برای گرم‌کردن آب استخر بر مبنای مقدار گرمای لازم برای بالابردن دمای آب استخر در مدت معین، به علاوۀ مقدار اضافی بابت افت‌ها، تعیین شود.
یکی از عوامل تأثیرگذار در تعیین اندازۀ آب گرم کن به چگونگی استفاده از استخر است:
چگونگی استفاده از استخر یکی از مهم ترین ملاحظات در تعیین اندازۀ آب گرم کن طراحی تاسیسات استخر است. بعضی از استخرها فقط به‌صورت تفریحی برای آخر هفته، مورداستفاده قرار می‌گیرند. در این موارد، از لحاظ اقتصادی، آب گرمکن فقط باید در طول مدت استفاده از استخر و درست قبل از آن روشن شود. این آب گرمکن باید قادر باشد نه‌تنها حجم لازم آب را در مدت معین گرم کند، بلکه باید تلفات حرارتی ناشی از هدایت و تبخیر سطحی را در طول مدت ۲۴ ساعت جبران نماید. مقدار تبخیر سطحی به عواملی بستگی دارد که شامل دمای آب استخر و هوای محیط و نیز سرعت باد. تلفات حرارتی از آب استخر به زمین محیط بر استخر، آن‌قدر کوچک است که در محاسبات منظور نمی‌گردد.
اگر مدت‌زمانی را که برای گرم‌کردن آب استخر در نظر می‌گیریم کم باشد، باید آب گرمکنی با قدرت گرم کنندگی بیشتری انتخاب کنیم. حداکثر مدت‌زمان گرم‌کردن آب استخر (منظور مدت‌زمانی است که آب استخر از شرایط سرد به دمای مدنظر می‌رسد) برای استخرهایی که به‌طور تفریحی (برای یک روز در هفته) کار می‌کنند، ۲۴ ساعت است (با مفهومی مثل مدت‌زمان پیش راه‌اندازی در سیستم گرمایش). ولی بیشتر استخرها در طول فصل به‌طور مدام استفاده می‌شوند و به همین دلیل، فقط یک‌بار در ابتدای فصل، باید آب آن‌ها را از شرایط سرد به دمای دلخواه رسانید. در این مورد، مدت‌زمان پیش از راه‌اندازی سیستم حداکثر ۴۸ ساعت در نظر گرفته می‌شود. انتخاب مدت‌زمان پیش از راه‌اندازی بیشتر، هزینۀ اولیۀ سیستم را کاهش می دهد.
| جدول ۱- تلفات حرارتی از سطح استخر و هوای محیط F | |
| ۵۰ | ۴۰ | ۳۵ | ۳۰ | ۲۵ | ۲۰ | ۱۵ | ۱۰ | اختلاف دمای آب استخر و هوای محیط [F] |
| ۵۲۵ | ۲۰ | ۳۶۸ | ۳۱۵ | ۲۶۳ | ۲۱۰ | ۱۵۸ | ۱۰۵ | Btu/h.ft |
- مقادیر ارائه‌شده در جدول بالا بر اساس سرعت باد ۵/۳ مگاهرتز است.
- برای سرعت باد ۵ مایل، مقادیر مستخرج از جدول بالا را در ضریب ۲۵/۱ ضرب کنید.
- برای سرعت باد ۱۰ مایل، مقادیر مستخرج از جدول بالا را در ضریب ۲ ضرب کنید.
مراحل محاسبۀ آب استخر
- تعیین مقدار آب استخر بر حسب گالن (یا لیتر). اگر معلوم نیست، طول استخر (بر حسب فوت یا متر) را در عرض استخر بر (حسب فوت یا متر) در ft 5/5 (68/1 m) که عمق متوسط استخر است، ضرب می‌کنیم تا حجم آب استخر به‌دست آید (هر فوت‌مکعب 7/5 گالن است).
- درنظرگرفتن مدت‌زمان پیش راه‌اندازی، یعنی مدت‌زمانی که طول می‌کشد تا آب از شرایط سرد به دمای مطلوب برسد ( F80).
- تعیین دمای مطلوب آب استخر با نظر کارفرما معمولاً (F80).
- تعیین سرعت متوسط باد برحسب مایل بر ساعت برای استخرهایی با سطح حداکثر ۹۰۰ فوت مربع یا 83/6 مترمربع که در مکان‌های محصور واقع‌شده اند، می‌توان سرعت متوسط باد را کمتر از3/5 mph در نظر گرفت. برای چنین استخرهایی مقدار تلفات حرارتی آب استخر به فضای محیط را برابر ۷۵درصد مقدار مستخرج از جدول یک در نظر می‌گیریم. برای استخرهایی که در مکان‌های بازتر قرار گرفته اند و برای سرعت‌های بیشتر باد، به زیرنویس جدول مذکور مراجعه شود.
- با در اختیار داشتن معلومات حاصل از بند (۱) تا (۴) فرمول A، به علاوۀ نصف مقدار تلفات حرارتی از سطح استخر که از جدول ۱ تعیین می‌شود، مقدار حرارتی را که باید توسط آب گرم کن تأمین شود، ارائه می دهد.
- tf دمای نهایی آب استخر [F]
- ti دمای ابتدایی آب استخر قبل از گرم شدن [F]
- Q مقدار گرمایی که باید آبگرمکن بدهد تا آب از شرایط سرد به دمای دلخواه (F80) برسد [ Btu/ h]
کمتر کسی به اهمیت لوله‌کشی به‌عنوان بخشی از طراحی تاسیسات استخر شنا واقف است. یک طراحی خوب نیازمند پیش‌بینی تسهیلات کافی برای مراعات اصول بهداشتی در استخر است تا از گسترش بیماری های پوستی و روده‌ای تا حد ممکن جلوگیری شود. دراین‌ارتباط، مقدمتاً آرشیوی نقشه‌ها و مشخصات ساختمانی استخر عمومی فراهم کرد. ( ضدجلبک ها و آنتی بایو فولینگ ها )