Sifonik çatı drenaj sistemlerinin temel bir özelliği, boruların ve bağlantı parçalarının akış direncinin üstesinden gelmek için tam geçişli akacak ve böylece çatı ile zemin seviyesi arasındaki mevcut başlıktan maksimum şekilde yararlanacak şekilde tasarlanmış olmalarıdır. Bu, borularda yüksek akış hızlarının geliştirilmesine izin verir ve buna göre yüksek akış hızları üretir. Tam geçişli akış, sistem içinde atmosfer altı basınçlara da neden olabilir; bu basınçlar çıkışlarda bir emme etkisi yaratabilir ve benzer boyuttaki geleneksel çıkışlara kıyasla akış kapasitelerini artırabilir. Çıkışlar genellikle özel bir tasarıma sahiptir ve yüksek akış hızlarında çalışırken sisteme çekilen hava miktarını en aza indirmek için bir bölme ile donatılmıştır.

Sifonik sistemler ilk olarak Finlandiya’da geliştirildi ve Birleşik Krallık’taki ilk büyük kurulum 1985 / 6’da yapıldı. Sistemler artık geniş kulübe tipi binalar için ve ayrıca havaalanı terminalleri ve spor sahaları gibi alışılmadık yapılara sahip binalar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Boru tesisatı bileşenlerini boyutlandırmak için farklı çatı çıkışı tasarımlarına ve ayrı bilgisayar tasarım paketlerine sahip birkaç tescilli sifonik sistem artık mevcuttur. Genel olarak aynı hidrolik ilkelere dayanmasına rağmen, farklı sistemler biraz farklı tasarım kriterleri ve kurulum uygulamaları geliştirmiştir. En iyi uygulamayı belirlemeye yardımcı olmak ve şartname hazırlayanlara sifonik sistemlerin özellikleri ve tasarım prosedürleri hakkında daha fazla güven sağlamak için, Birleşik Krallık sifonik endüstrisi ile görüştükten sonra, bir İngiliz Standardı olarak yayınlanmak üzere önerilecek bir taslak kılavuz belge hazırlamaya karar verildi. Bu belgenin hazırlanmasına yardımcı olmak için, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı, Partners in Innovation programı kapsamında işbirliğine dayalı bir endüstri projesi için kısmi finansman sağladı. Taslak hazırlama, şartname hazırlayıcıları, mimarları, drenaj danışmanlarını, akademik araştırmacıları, profesyonel ve ticari kuruluşları ve Birleşik Krallık’ta şu anda mevcut olan tüm tescilli sifonik sistemlerin üreticilerini ve / veya tedarikçilerini temsil eden bir Proje Yönlendirme Grubunun yardımıyla gerçekleştirildi. Taslak metin, Avrupa Standardı BS EN 12056-3 (2000) ‘de verilen sifonik sistemler için genel performans gereklilikleriyle tamamen tutarlıdır, ancak hidrolik tasarım kriterleri, kurulum, test ve bakım hakkında ayrıntılı öneriler sağlar.

Bu rapor, önerilen Standardı tamamlar ve önerilen yeni hidrolik tasarım kriterlerinin temelini açıklayan ayrıntılı arka plan bilgisi sağlar. Kapsanan başlıca konular şunlardır:

• Hidrolik tasarım ilkeleri
• Sifonik sistemler için dengeleme gereksinimleri
• İzin verilen minimum akış hızları
• Sistemlerin hazırlanma hızı
• İzin verilen minimum basınçlar.

Sifonik bir çatı drenaj sisteminde, boru tesisatı, tam geçişli akacak ve böylece boruların ve bağlantı parçalarının akış direncinin üstesinden gelmek için çatı ile zemin seviyesi arasındaki mevcut başlıktan maksimum düzeyde yararlanacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, borularda yüksek akış hızlarının geliştirilmesine izin verir ve buna göre yüksek akış hızları üretir. Tam geçişli akış, sistem içinde atmosfer altı basınçlara da neden olabilir; bu basınçlar çıkışlarda bir emme etkisi yaratabilir ve benzer boyuttaki geleneksel çıkışlara kıyasla akış kapasitelerini artırabilir. Çıkışlar genellikle özel bir tasarıma sahiptir ve yüksek akış hızlarında çalışırken sisteme çekilen hava miktarını en aza indirmek için bir bölme ile donatılmıştır.

Aksine, geleneksel bir çatı drenaj sisteminin boru tesisatı, boruların dayanması amaçlanmayan atmosfer altı basınçlara maruz kalmasını önlemek için sadece kısmen suyla dolu akacak şekilde tasarlanmıştır. Sonuç olarak, büyük bir binadaki çıkışlar, bina içindeki bir yer altı yerçekimi drenaj sistemine boşaltan ayrı dikey yağmur suyu borularına sahip olabilir. Alternatif olarak, bir dizi çıkıştan akışı almak için yüksek bir seviyeye bir kolektör borusu monte edilirse, kısmen dolu akmasını ve çıkışlarda su birikmesine neden olmamasını sağlamak için bu boru bir düşüşle döşenmelidir. . Bir binanın uzunluğu boyunca kollektör borusu seviyesinin değişmesi gerekliliği, çatı alanının verimli kullanımı açısından sakıncalı olabilir.

Bir sifonik sistemde, boru tesisatının tam delik akış kabiliyeti, kolektör borusunun yatay olarak monte edilmesini ve aynı boru kesitinin geleneksel bir sistemde kullanılmasına kıyasla daha geniş bir çatı alanını boşaltmasını sağlar. Bu şekilde, çok sayıda çıkıştan gelen akış, binanın bir dış duvarına bitişik tek bir iniş borusuna boşaltılabilir, bu da pahalı bir yerden drenaj sistemine olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Sifonik sistemlerin bu belirli özellikleri, iç mekanın maksimum esnekliğinin gerekli olduğu büyük endüstriyel, ticari ve kamu binaları için onları çekici bir seçenek haline getirir.

Sifonik sistemler ilk olarak Bay Olavi Ebeling tarafından Finlandiya’da geliştirildi ve Birleşik Krallık’taki ilk büyük kurulum 1985 / 6’da Stansted Havaalanındaydı. Sistemler artık sık sık kulübe tipi binalar için kullanılmaktadır ve aynı zamanda genellikle havaalanı terminalleri ve spor sahaları gibi alışılmadık yapılara sahip binalar için seçilmektedir. Avrupa ve Birleşik Krallık’ta çeşitli tescilli sistem markaları geliştirilmiştir ve her şirket, ayrı ayrı çanak, yaprak koruyucu ve hava bölmesi şekillerine sahip bir veya daha fazla çıkış tasarımı üretir. Gerekli akış kapasitesini elde etmek için bir sistemdeki çok sayıda boru tesisatı bileşeninin boyutlandırılması karmaşık bir prosedürdür ve bu nedenle çeşitli priz üreticileri kendi bilgisayar tasarım paketlerini geliştirmişlerdir. Sonuç olarak, şartname hazırlayıcılar ve drenaj danışmanları, sifonik sistemlerin kendi tasarım kontrollerini geleneksel sistemler için yaptıkları gibi genellikle gerçekleştiremezler.

Sifonik sistemlerin kendinden emişli olması gerekir, yani ilk doldurma aşamasında borulardaki akış koşulları, hızlı bir şekilde tam geçiş akışına geçebilmeleri ve böylece kısa süreli yüksek şiddetli fırtınalara yanıt verebilmeleri için yeterince enerjik olmalıdır. . Sistem sifonik olarak çalıştıktan sonra, çıkışların ayrı toplama alanlarından gereken akış hızlarını idare edebilmesi için, ayrı çıkışlardaki toplam yük kayıplarının tatmin edici bir denge derecesinde olması gerekir. Örneğin, kolektör borusunun yukarı akış ucundaki bir çıkışın akış kapasitesi çok düşükse, olukta veya çatıda lokal göllenmeye neden olabilir; tersine, dikey iniş borusuna yakın bir çıkışın aşırı akış kapasitesi olabilir ve bu da havayı emmesine ve sistemin kısmen boşaltılmasına neden olabilir. Sifonik çalışma sırasında, boru tesisatının bazı kısımlarında atmosfer altı basınçlar oluşacaktır, bu nedenle basınçların boru çökmesi veya kavitasyon hasarına neden olacak kadar düşük olmamasını sağlamak gerekir. Bir sifonik çıkışın yaprak koruyucusu ve hava bölmesi sisteme büyük döküntülerin girmesini önleyecek olsa da, kum, silt ve organik malzeme gibi daha küçük tortuların yatay kolektör borusuna yıkanması muhtemeldir. Bu nedenle, herhangi bir çökeltiyi aşındırmak için yeterli akış hızlarının, sistemin ömrü boyunca yeterince sık (istatistiksel temelde) oluşmasını sağlamak gereklidir.

Tatmin edici performansın sağlanmasına yardımcı olmak için, çeşitli tescilli sistemlerin geliştiricileri, aşağıdakiler gibi faktörleri kapsayan kendi hidrolik tasarım kriterlerini geliştirdiler:

• Uygun (ve uygun olmayan) boru bağlantı tipleri (örn. Dirsekler, bağlantılar, redüktörler, arttırıcılar, vb.)
• Borular ve bağlantı parçaları için yük kaybı katsayıları.
• Minimum akış hızı.
• Minimum basınç.
• Çıkışlar arasındaki yük kayıplarında izin verilen dengesizlik.
• Sistemin hazırlanma hızı.

Sınırlayıcı akış değerleri, yerleşik hidrolik teori, bireysel şirketler tarafından yürütülen deneysel çalışmalar ve önceki kurulumlarından kazanılan deneyimlerin bir kombinasyonundan geliştirilmiştir. Tescilli sistemlerin çoğu aynı genel hidrolik ilkelere göre tasarlanmış olsa da, şu anda benimsenen sayısal değerler ile bunların uygulanma yolları arasında belirli farklılıklar bulunmaktadır. Birleşik Krallık’ta, sistemlerin birçoğu, tasarım, üretim ve kurulum prosedürlerini kontrol eden İngiliz Agrément Kurulu’ndan (BBA) akreditasyon almıştır.

2000 yılında, binalar için yerçekimi çatı drenaj sistemlerinin yerleşimini ve hesaplanmasını kapsayan Avrupa Standardı BS EN 12056-3 (BSI, 2000) yayınlandı. Standardın çoğu, olukların, çıkışların ve yağmur suyu borularının akış kapasitelerinin doğrudan hesaplanması için formüller ve grafikler verilen geleneksel sistemlerin tasarımıyla ilgilidir. İlk kez Standart, sifonik çatı drenaj sistemlerinin performansına ilişkin genel gereksinimleri de belirlemiştir. Standartta Bölüm 6.2, tasarımda göz önünde bulundurulması gereken on üç faktörü kısaca listeler, ancak sifonik sistemlerin nasıl boyutlandırılması gerektiğini belirtmez veya hidrolik hesaplamalarda kullanım için herhangi bir sayısal sınır belirtmez (minimum 32 mm’lik bir boru iç çapının ayarlanması dışında).

BS EN 12056-3’ün taslağı hazırlanırken Birleşik Krallık, CEN Görev Grubuna belgenin sifonik sistemlerin özellikleri ve tasarımına ilişkin daha ayrıntılı gereksinimleri içermesini önermişti. Bununla birlikte, söz konusu konuların karmaşıklığı, mevcut sınırlı süre içinde bir fikir birliğine varılmasını engelledi. BS EN 12056-3’ün yayınlanmasının ardından, İngiltere inşaat endüstrisindeki tartışmalar, bu nedenle EN 12056-3’teki genelleştirilmiş gereksinimlerle uyumlu olacak ancak sifonik sistemlere ilişkin ayrı bir İngiliz Standardına olan ihtiyacı belirledi, ancak bunlar için gerekli faktörler hakkında daha ayrıntılı rehberlik sağlar. tatmin edici kullanımları. Böyle bir Standardın yayınlanmasından elde edilecek ana faydalar şu şekilde kabul edildi:

1. Sifonik sistemlerin tasarımı, yapımı, kurulumu ve bakımı ile ilgili mevcut en iyi uygulamaların harmanlanması.
2. Sistemlerin uygun hidrolik ilkelere göre tasarlanmasına yardımcı olmak için minimum tasarım gereksinimlerinin ve sınır değerlerinin belirlenmesi.
3. Farklı tescilli sistemler arasında eşit şartlar sağlayan bir oyun alanının oluşturulması.
4. Belirteçler, yükleniciler, bina sahipleri ve inşaat sektörünün diğer kısımları tarafından sifonik sistemlerin daha fazla anlaşılması:
5. Sifonik sistemlerin seçiminde ve kullanımında artan güven.

Sifonik sistemler üzerine önerilen bir İngiliz Standardının hazırlanmasına yardımcı olmak için kısmi finansman, Partners in Innovation (PII) araştırma programı kapsamında Ticaret ve Sanayi Bakanlığı (DTI) tarafından sağlandı. Bu PII projesi, Whitby Bird’den (WB) Bay N J Price ile birlikte HR Wallingford (HRW) tarafından gerçekleştirildi. Önerilen Standardın taslağını denetlemek ve gözden geçirmek için, şartname hazırlayanlar, mimarlar, drenaj danışmanları, akademik araştırmacılar, profesyonel ve ticari kuruluşların temsilcilerinden ve ayrıca tüm tescilli sifoniklerin üreticilerinden ve / veya tedarikçilerinden oluşan bir Proje Yönlendirme Grubu (PSG) kuruldu. İngiltere’de şu anda mevcut sistemler. PSG üyeliği Ek A’da listelenmiştir.

Çalışmanın başlangıcında, HRW ve WB tarafından bir anket hazırlanmış ve sifonik sistemlerin tasarımı ve kurulumu ile ilgili mevcut en iyi uygulamalar hakkında üreticiler, tedarikçiler ve diğer uzmanlardan veri toplamak için kullanılmıştır. Harmanlama ve incelemeden sonra, bu bilgiler önerilen Standardın hazırlanması için önemli bir referans kaynağı sağlamıştır. PSG tarafından ayrıntılı tartışma ve incelemeden sonra, taslak belge Mart 2004’te İngiliz Standartlar Enstitüsü’nün (BSI) B / 505 Komitesine, yeni bir İngiliz Standardının temeli olarak ilerletilmesi talebiyle sunuldu.

Bu raporun amacı, Mart 2004’te BSI’ya sunulan taslak Standartta (Sürüm FD4) verilen sifonik sistemlerin hidrolik tasarımı ile ilgili tavsiyelere bir arka plan referansı sağlamaktır. Bu raporda ele alınan konular şunlardır:

• Hidrolik tasarım ilkeleri (Bölüm 2)
• Tasarım kriterlerinin oluşturulması (Bölüm 3)
• Sistemlerin dengelenmesi (Bölüm 4)
• İzin verilen minimum akış hızları (Bölüm 5)
• Hazırlama hızı (Bölüm 6)
• İzin verilen minimum basınçlar (Bölüm 7)
• Sonuçlar (Bölüm 8).

Sifonik çatı drenaj sistemlerine ilişkin yayınlanmış bir BSI Standardının, bu raporun atıfta bulunduğu taslak dokümandaki (Sürüm FD4) tavsiyelerinden farklı olabileceği unutulmamalıdır.