ضوابط طراحی شیرآلات هوا و تخلیه (Air Valves & Drain Valves) در شبکه‌های آبرسانی یکی از بخش‌های مهم طراحی هیدرولیکی است، زیرا وظیفه‌ی اصلی این شیرها خارج‌کردن هوا، جلوگیری از ضربه‌قوچ و تخلیه کامل لوله‌ها است.

 ۱. شیرهای هوا (Air Valves)

 وظیفه:
    •    خروج هوای تجمع‌یافته در نقاط مرتفع شبکه (در حین بهره‌برداری)
    •    ورود هوا در زمان تخلیه لوله (برای جلوگیری از خلا)

 انواع شیر هوا:
    1.    شیر هوا تک‌روزنه (Single Orifice Air Valve)
برای خروج هوای کم در حین بهره‌برداری.
    2.    شیر هوا دو‌روزنه (Double Orifice Air Valve)
برای خروج هوای زیاد هنگام پر شدن و نیز تخلیه هوای جزئی در بهره‌برداری.
    3.    شیر هوا ترکیبی (Kinetic Air Valve / Combination Type)
شامل دو نوع شیر فوق در یک بدنه است و معمول‌ترین نوع در شبکه‌های شهری است.

 محل نصب شیر هوا:
    •    در نقاط مرتفع خط لوله (crest points)
    •    در شروع و انتهای خطوط اصلی و فرعی
    •    در سمت مکش و رانش ایستگاه‌های پمپاژ
    •    قبل و بعد از شیرهای قطع و وصل بزرگ (Gate Valve)
    •    در فاصله‌های منظم در طول خطوط طولانی صاف

فواصل تقریبی نصب:

قطر لوله (mm)                                 فاصله تقریبی بین شیرهای هوا (m)
< 200                                                             هر 400–600 متر
200–400                                                     هر 600–800 متر
> 400                                                            هر 800–1000 متر

️ در تغییرات شیب ناگهانی یا نقاط با خطر تجمع هوا، فاصله کمتر در نظر گرفته شود.

 ضوابط فنی طراحی:
    •    قطر نامی شیر هوا معمولاً بین 25 تا 100 میلی‌متر است.
    •    بدنه و اجزا باید مطابق استانداردهای ISO 6957، BS 5163 یا AWWA C512 باشند.
    •    فشار کار شیر باید با فشار نامی لوله برابر یا بالاتر باشد (حداقل PN 10 تا PN 16).
    •    نصب باید در بالاترین نقطه لوله و از طریق سه‌راهی یا خروجی انشعاب انجام شود.
    •    در هنگام نصب باید شیر با شیر قطع‌ و وصل (Isolation Valve) همراه باشد تا در زمان تعمیر بتوان آن را جدا کرد.
    •    در محیط‌های آلوده باید محافظ (Vent Pipe) نصب شود تا هوا در محل امن تخلیه شود.

 ۲. شیرهای تخلیه (Drain Valves)

 وظیفه:

برای تخلیه کامل آب از لوله در زمان تعمیر، شستشو یا توقف بهره‌برداری.

محل نصب:
    •    در پایین‌ترین نقاط خط لوله (sag points)
    •    در انتهای خطوط مرده (Dead Ends)
    •    در نقاطی که امکان جمع شدن رسوب وجود دارد

 ضوابط طراحی:
    •    قطر شیر تخلیه معمولاً ۱/۴ تا ۱/۳ قطر لوله اصلی انتخاب می‌شود.
(به عنوان مثال برای لوله DN400، شیر DN100 مناسب است.)
    •    شیر تخلیه باید دارای شیر قطع‌ و وصل (Gate یا Ball Valve) باشد.
    •    محل تخلیه باید به نهر، چاه جذبی، کانال یا منهول مناسب متصل شود.
    •    در طراحی باید جریان خروجی کنترل‌شده و بدون ایجاد فرسایش در محل تخلیه باشد.
    •    بدنه باید از چدن داکتیل یا فولاد با پوشش اپوکسی ساخته شود.

 نکات اجرایی مهم:
    •    شیر هوا همیشه در بالاترین نقطه و شیر تخلیه در پایین‌ترین نقطه نصب شود.
    •    در خطوط طویل با شیب زیاد، هر تغییر جهت یا قله و دره نیاز به بررسی برای نصب یکی از این دو دارد.
    •    در خطوط تحت فشار، قبل از شیر هوا باید شیر قطع‌کننده دستی نصب گردد.
    •    برای جلوگیری از آلودگی، خروجی شیر تخلیه نباید به‌صورت مستقیم به فاضلاب متصل شود (باید دارای فاصله هوایی باشد).

 منابع استاندارد پیشنهادی:
    •    AWWA C512: Air-Release, Air/Vacuum, and Combination Air Valves for Waterworks Service
    •    AWWA M51: Air-Release, Air/Vacuum, and Combination Air Valves
    •    نشریه 117 و 3-117 سازمان برنامه و بودجه (ضوابط طراحی و اجرای شبکه‌های آبسانی)