2. Porozumět třem typům vodovodních systémů: HVAC (hydraulické), sanitární (domácí voda, kanalizace a ventilace) a chemické a speciální vodovodní systémy (systémy s mořskou vodou a nebezpečné chemikálie).
Instalatérské a vodovodní systémy existují v mnoha stavebních prvcích.Mnoho lidí vidělo P-lapač nebo potrubí chladiva pod dřezem vedoucí do a z děleného systému.Málokdo vidí hlavní inženýrské rozvody v centrálním závodě nebo systém chemického čištění v místnosti bazénového vybavení.Každá z těchto aplikací vyžaduje specifický typ potrubí, které splňuje specifikace, fyzická omezení, kódy a nejlepší konstrukční postupy.
Neexistuje žádné jednoduché instalatérské řešení, které by vyhovovalo všem aplikacím.Tyto systémy splňují všechny fyzické a zákonné požadavky, pokud jsou splněna specifická konstrukční kritéria a jsou majitelům a provozovatelům položeny správné otázky.Kromě toho mohou udržovat správné náklady a dodací lhůty pro vytvoření úspěšného stavebního systému.
Potrubí HVAC obsahuje mnoho různých kapalin, tlaků a teplot.Potrubí může být nad nebo pod úrovní terénu a procházet interiérem nebo exteriérem budovy.Tyto faktory je třeba vzít v úvahu při specifikaci potrubí HVAC v projektu.Termín „hydrodynamický cyklus“ označuje použití vody jako teplonosného média pro chlazení a vytápění.V každé aplikaci je voda dodávána při daném průtoku a teplotě.Typickým přenosem tepla v místnosti je výměník vzduch-voda navržený tak, aby vracel vodu o nastavené teplotě.To vede k tomu, že určité množství tepla je předáváno nebo odváděno z prostoru.Cirkulace chladicí a topné vody je hlavním systémem používaným pro klimatizaci velkých komerčních objektů.
Pro většinu aplikací v nízkopodlažních budovách je očekávaný provozní tlak systému obvykle menší než 150 liber na čtvereční palec (psig).Hydraulický systém (studená a teplá voda) je systém s uzavřeným okruhem.To znamená, že celková dynamická výška čerpadla bere v úvahu ztráty třením v potrubním systému, souvisejících hadech, ventilech a příslušenství.Statická výška systému nemá vliv na výkon čerpadla, ale ovlivňuje požadovaný provozní tlak systému.Chladiče, kotle, čerpadla, potrubí a příslušenství jsou dimenzovány na provozní tlak 150 psi, který je běžný pro výrobce zařízení a komponentů.Pokud je to možné, měl by být tento jmenovitý tlak zachován v návrhu systému.Mnoho budov, které jsou považovány za nízké nebo středně vysoké, spadá do kategorie pracovního tlaku 150 psi.
V projektování výškových budov je stále obtížnější udržet potrubní systémy a zařízení pod normou 150 psi.Statická výška vedení nad přibližně 350 stop (bez přidání tlaku čerpadla do systému) překročí standardní jmenovitý pracovní tlak těchto systémů (1 psi = 2,31 stop hlavy).Systém bude pravděpodobně používat přerušovač tlaku (ve formě výměníku tepla), aby izoloval požadavky na vyšší tlak kolony od zbytku připojeného potrubí a zařízení.Tento návrh systému umožní návrh a instalaci standardních tlakových chladičů, jakož i specifikaci vysokotlakého potrubí a příslušenství v chladicí věži.
Při specifikaci potrubí pro projekt velkého kampusu musí projektant/inženýr vědomě identifikovat věž a potrubí specifikované pro pódium s ohledem na jejich individuální požadavky (nebo společné požadavky, pokud nejsou použity tepelné výměníky k izolaci tlakové zóny).
Další složkou uzavřeného systému je čištění vody a odstranění případného kyslíku z vody.Většina hydraulických systémů je vybavena systémem úpravy vody skládajícím se z různých chemikálií a inhibitorů, které udržují vodu protékající potrubím na optimálním pH (kolem 9,0) a mikrobiálních úrovních pro boj s biofilmy a korozí potrubí.Stabilizace vody v systému a odstranění vzduchu pomáhá prodloužit životnost potrubí, souvisejících čerpadel, výměníků a ventilů.Jakýkoli vzduch zachycený v potrubí může způsobit kavitaci v čerpadlech chladicí a topné vody a snížit přenos tepla v chladiči, kotli nebo cirkulačních výměnících.
Měď: Tažené a kalené trubky typu L, B, K, M nebo C v souladu s ASTM B88 a B88M v kombinaci s ASME B16.22 tepanými měděnými tvarovkami a tvarovkami s bezolovnatou pájkou nebo pájkou pro podzemní aplikace.
Tvrzená trubka, typ L, B, K (obecně se používá pouze pod úrovní terénu) nebo A podle ASTM B88 a B88M, s ASME B16.22 tvářenými měděnými tvarovkami a tvarovkami spojenými bezolovnatým nebo nadzemním pájením.Tato trubka také umožňuje použití utěsněných armatur.
Měděné potrubí typu K je nejtlustší dostupné potrubí, které poskytuje pracovní tlak 1534 psi.palec při 100 F za ½ palce.Modely L a M mají nižší pracovní tlak než K, ale stále se dobře hodí pro aplikace HVAC (tlak se pohybuje od 1242 psi při 100F do 12 palců a 435 psi a 395 psi Tyto hodnoty jsou převzaty z tabulek 3a, 3b a 3c Průvodce měděnými hadičkami publikované společností Copper Development Asn.
Tyto provozní tlaky jsou pro přímé potrubí, které normálně nejsou tlakově omezené trasy systému.U armatur a spojů spojujících dvě délky potrubí je větší pravděpodobnost netěsnosti nebo selhání pod provozním tlakem některých systémů.Typické typy připojení pro měděné trubky jsou svařování, pájení nebo tlakové těsnění.Tyto typy připojení musí být vyrobeny z bezolovnatých materiálů a dimenzovány na očekávaný tlak v systému.
Každý typ připojení je schopen udržet systém bez úniku, když je armatura řádně utěsněna, ale tyto systémy reagují odlišně, když armatura není zcela utěsněna nebo zmáčknuta.Pájené a pájené spoje s větší pravděpodobností selžou a netěsní, když je systém poprvé naplněn a testován a budova ještě není obsazena.V tomto případě mohou dodavatelé a inspektoři rychle určit, kde spoj netěsní, a opravit problém dříve, než bude systém plně funkční a cestující a vnitřní obložení se poškodí.To lze také reprodukovat pomocí těsnících armatur, pokud je specifikován kroužek nebo sestava pro detekci úniku.Pokud nestlačíte úplně dolů, abyste identifikovali problémové místo, voda může z tvarovky vytékat stejně jako pájka nebo pájka.Pokud nejsou v návrhu specifikovány těsnící armatury, zůstanou někdy při stavebních zkouškách pod tlakem a mohou selhat až po určité době provozu, což má za následek větší poškození obsazeného prostoru a možné zranění obyvatel, zejména pokud potrubím procházejí ohřáté horké trubky.voda.
Doporučení pro dimenzování měděných trubek vycházejí z požadavků předpisů, doporučení výrobce a osvědčených postupů.Pro aplikace s chlazenou vodou (teplota přívodu vody obvykle 42 až 45 F) je doporučený limit rychlosti pro měděné potrubní systémy 8 stop za sekundu, aby se snížil hluk systému a snížila se možnost eroze/koroze.U teplovodních systémů (typicky 140 až 180 F pro prostorové vytápění a až 205 F pro výrobu teplé užitkové vody v hybridních systémech) je doporučený limit rychlosti pro měděné trubky mnohem nižší.Manuál Copper Tubing Manual uvádí tyto rychlosti jako 2 až 3 stopy za sekundu, když je teplota přívodu vody vyšší než 140 F.
Měděné trubky se obvykle dodávají v určité velikosti, až 12 palců.To omezuje použití mědi v hlavních komunálních sítích, protože tyto návrhy budov často vyžadují potrubí větší než 12 palců.Od centrálního závodu k přidruženým výměníkům tepla.Měděné trubky jsou běžnější v hydraulických systémech o průměru 3 palce nebo méně.Pro velikosti nad 3 palce se častěji používají ocelové trubky s drážkami.To je způsobeno rozdílem v ceně mezi ocelí a mědí, rozdílem v pracnosti u vlnité trubky oproti svařované nebo pájené trubce (tlakové armatury nejsou povoleny nebo doporučeny vlastníkem nebo inženýrem) a doporučenými rychlostmi a teplotami vody v těchto trubkách uvnitř každého z potrubí.
Ocel: Černá nebo pozinkovaná ocelová trubka podle ASTM A 53/A 53M s tvarovkami z tvárné litiny (ASME B16.3) nebo z tepaného železa (ASTM A 234/A 234M) a tvarovkami z tvárné litiny (ASME B16.39).Příruby, fitinky a spoje třídy 150 a 300 jsou k dispozici se závitovými nebo přírubovými šroubeními.Trubku lze svařovat přídavným kovem v souladu s AWS D10.12/D10.12M.
Vyhovuje ASTM A 536 Třída 65-45-12 tvárná litina, ASTM A 47/A 47M Třída 32510 tvárná litina a ASTM A 53/A 53M Třída F, E nebo S Třída B Montáž Ocel nebo ASTM A106, ocelová třída B. Drážkované nebo drážkové koncové šroubení.
Jak bylo uvedeno výše, ocelové trubky se běžněji používají pro velké trubky v hydraulických systémech.Tento typ systému umožňuje různé požadavky na tlak, teplotu a velikost, aby vyhovoval potřebám systémů chlazené a ohřívané vody.Označení tříd pro příruby, tvarovky a tvarovky se vztahují k pracovnímu tlaku syté páry v psi.palec odpovídající položky.Armatury třídy 150 jsou navrženy pro provoz při pracovním tlaku 150 psi.palce při 366 F, zatímco armatury třídy 300 poskytují pracovní tlak 300 psi.při 550 F. Armatury třídy 150 poskytují pracovní tlak vody přes 300 psi.palce při 150 F a armatury třídy 300 poskytují pracovní tlak vody až 2 000 psi.palce při 150 F. Pro konkrétní typy trubek jsou k dispozici další značky tvarovek.Například pro příruby litinových trubek a přírubové fitinky ASME 16.1 lze použít třídy 125 nebo 250.
Drážkované potrubní a spojovací systémy používají řezané nebo tvarované drážky na koncích trubek, tvarovek, ventilů atd. pro spojení mezi každou délkou trubky nebo tvarovek pomocí flexibilního nebo tuhého spojovacího systému.Tyto spojky se skládají ze dvou nebo více šroubovaných částí a mají podložku ve vrtání spojky.Tyto systémy jsou dostupné v přírubových typech třídy 150 a 300 a materiálech těsnění EPDM a jsou schopné provozu při teplotách kapaliny od 230 do 250 F (v závislosti na velikosti potrubí).Informace o drážkovaných trubkách jsou převzaty z příruček a literatury společnosti Victaulic.
Ocelové trubky řady 40 a 80 jsou přijatelné pro systémy HVAC.Specifikace trubky se týká tloušťky stěny trubky, která se zvyšuje s číslem specifikace.S nárůstem tloušťky stěny trubky se zvyšuje i přípustný pracovní tlak přímé trubky.Hadice podle plánu 40 umožňují pracovní tlak 1694 psi pro ½ palce.Trubka, 696 psi palce pro 12 palců (-20 až 650 F).Přípustný pracovní tlak pro hadičky Schedule 80 je 3036 psi.palce (½ palce) a 1305 psi.palce (12 palců) (obě -20 až 650 F).Tyto hodnoty jsou převzaty ze sekce Watson McDaniel Engineering Data.
Plasty: plastové trubky CPVC, hrdlové fitinky podle specifikace 40 a specifikace 80 podle ASTM F 441/F 441M (ASTM F 438 podle specifikace 40 a ASTM F 439 podle specifikace 80) a rozpouštědlová lepidla (ASTM F493).
Plastová trubka z PVC, nátrubkové tvarovky podle ASTM D 1785, tabulka 40 a tabulka 80 (ASM D 2466, tabulka 40 a ASTM D 2467, tabulka 80) a rozpouštědlová lepidla (ASTM D 2564).Zahrnuje základní nátěr podle ASTM F 656.
Potrubí CPVC i PVC jsou vhodné pro hydraulické systémy pod úrovní terénu, i když i za těchto podmínek je třeba při instalaci těchto potrubí v projektu postupovat opatrně.Plastové trubky jsou široce používány v kanalizačních a ventilačních potrubních systémech, zejména v podzemních prostředích, kde holé trubky přicházejí do přímého kontaktu s okolní zeminou.Zároveň je korozní odolnost CPVC a PVC trubek výhodná díky korozivnosti některých zemin.Hydraulické potrubí je obvykle izolováno a pokryto ochranným PVC pláštěm, který poskytuje nárazník mezi kovovým potrubím a okolní zeminou.Plastové trubky lze použít v menších systémech chlazené vody, kde se očekávají nižší tlaky.Maximální pracovní tlak pro potrubí z PVC přesahuje 150 psi pro všechny velikosti potrubí do 8 palců, ale to platí pouze pro teploty 73 F nebo nižší.Jakákoli teplota nad 73°F sníží provozní tlak v potrubním systému na 140°F.Faktor snížení je 0,22 při této teplotě a 1,0 při 73 F. Maximální provozní teplota 140 F je pro PVC potrubí podle plánu 40 a podle plánu 80.CPVC potrubí je schopné odolat širšímu rozsahu provozních teplot, díky čemuž je vhodné pro použití až do 200 F (s faktorem snížení 0,2), ale má stejný tlakový stupeň jako PVC, což umožňuje jeho použití ve standardních tlakových podzemních chladicích aplikacích.vodní systémy do 8 palců.Pro horkovodní systémy, které udržují vyšší teploty vody až do 180 nebo 205 F, se trubky z PVC nebo CPVC nedoporučují.Všechny údaje jsou převzaty ze specifikací PVC trubek Harvel a specifikací trubek CPVC.
Potrubí Potrubí vede mnoho různých kapalin, pevných látek a plynů.V těchto systémech proudí pitné i nepitné kapaliny.Vzhledem k širokému spektru tekutin přenášených v sanitárním systému jsou příslušné trubky klasifikovány jako domácí vodovodní potrubí nebo drenážní a ventilační potrubí.
Domácí voda: Měkká měděná trubka, ASTM B88 typy K a L, ASTM B88M typy A a B, s tlakovými armaturami z tepané mědi (ASME B16.22).
Tvrdé měděné trubky, ASTM B88 Typy L a M, ASTM B88M Typy B a C, s litými měděnými svařovacími tvarovkami (ASME B16.18), kovanými měděnými svařovacími tvarovkami (ASME B16.22), bronzovými přírubami (ASME B16.24) a měděnými tvarovkami (MCS SP-123).Trubice také umožňuje použití utěsněných armatur.
Typy měděných trubek a související normy jsou převzaty z oddílu 22 11 16 MasterSpec.Provedení měděného potrubí pro domácí vodovod je omezeno požadavky na maximální průtoky.Jsou specifikovány ve specifikaci potrubí takto:
Část 610.12.1 Jednotného instalatérského kodexu z roku 2012 uvádí: Maximální rychlost v systémech trubek a tvarovek z mědi a slitin mědi nesmí překročit 8 stop za sekundu ve studené vodě a 5 stop za sekundu v horké vodě.Tyto hodnoty se také opakují v příručce Copper Tubing Handbook, která tyto hodnoty používá jako doporučené maximální rychlosti pro tyto typy systémů.
Potrubí z nerezové oceli typu 316 v souladu s ASTM A403 a podobné tvarovky používající svařované nebo rýhované spojky pro větší domácí vodovodní potrubí a přímou náhradu za měděné potrubí.S rostoucí cenou mědi se v domácích vodárenských systémech stále častěji objevují trubky z nerezové oceli.Typy potrubí a související normy pocházejí od Správy veteránů (VA) MasterSpec Section 22 11 00.
Novou novinkou, která bude implementována a prosazena v roce 2014, je Federal Drinking Water Leadership Act.Jedná se o federální prosazování současných zákonů v Kalifornii a Vermontu týkající se obsahu olova ve vodních tocích všech potrubí, ventilů nebo armatur používaných v domácích vodovodních systémech.Zákon stanoví, že všechny smáčené povrchy trubek, tvarovek a armatur musí být „bezolovnaté“, což znamená, že maximální obsah olova „nepřesahuje vážený průměr 0,25 % (olovo)“.To vyžaduje, aby výrobci vyráběli bezolovnaté odlévané výrobky v souladu s novými právními požadavky.Podrobnosti poskytuje UL v pokynech pro olovo ve složkách pitné vody.
Odvodnění a ventilace: Litinové kanalizační trubky a tvarovky bez rukávů vyhovující ASTM A 888 nebo Cast Iron Sewer Piping Institute (CISPI) 301. Armatury Sovent vyhovující ASME B16.45 nebo ASSE 1043 lze použít se systémem no-stop.
Litinové kanalizační trubky a přírubové armatury musí splňovat ASTM A 74, pryžová těsnění (ASTM C 564) a těsnicí materiál z čistého olova a dubu nebo konopných vláken (ASTM B29).
Oba typy potrubí lze použít v budovách, ale bezpotrubní potrubí a armatury se nejčastěji používají nad úrovní terénu v komerčních budovách.Litinové trubky s bezzátkovým fitinkem CISPI umožňují trvalou instalaci, lze je překonfigurovat nebo k nim lze získat přístup odstraněním páskových svorek, přičemž si zachovají kvalitu kovové trubky, což snižuje hluk při prasknutí v proudu odpadu potrubím.Nevýhodou litinového potrubí je, že se potrubí zhoršuje kvůli kyselému odpadu, který se nachází v typických koupelnových instalacích.
Nerezové trubky a tvarovky ASME A112.3.1 s rozšířenými a rozšířenými konci lze použít pro vysoce kvalitní drenážní systémy místo litinových trubek.Instalatérské práce z nerezové oceli se také používají pro první sekci vodovodního potrubí, která se připojuje k podlahovému dřezu, kde produkt nasycený oxidem uhličitým odtéká, aby se snížilo poškození korozí.
Pevná PVC trubka podle ASTM D 2665 (odvodnění, odklon a odvětrávání) a voštinová trubka z PVC podle ASTM F 891 (příloha 40), hrdlové spoje (ASTM D 2665 až ASTM D 3311, odtok, odpad a průduchy) vhodné pro trubky podle Schedule 40), základní lepidlo (ASTM F 256AST) lepidlo (ASTM F 656)Trubky z PVC lze nalézt nad a pod úrovní terénu v komerčních budovách, i když jsou častěji uváděny pod úrovní země kvůli praskání potrubí a požadavkům zvláštních pravidel.
Ve stavební jurisdikci jižní Nevady novela Mezinárodního stavebního zákoníku (IBC) z roku 2009 uvádí:
603.1.2.1 Vybavení.Ve strojovně je povoleno instalovat hořlavé potrubí, uzavřené dvouhodinovou požárně odolnou konstrukcí a plně chráněné automatickými sprinklery.Hořlavé potrubí může být vedeno z místnosti zařízení do jiných místností za předpokladu, že potrubí je uzavřeno ve schválené speciální dvouhodinové požárně odolné sestavě.Když takové hořlavé potrubí prochází požárními stěnami a/nebo podlahami/stropy, musí být prostup specifikován pro konkrétní materiál potrubí se stupněm F a T ne nižším, než je požadovaná požární odolnost prostupu.Hořlavé trubky nesmí proniknout více než jednou vrstvou.
To vyžaduje, aby veškeré hořlavé potrubí (plastové nebo jiné) přítomné v budově třídy 1A, jak je definováno v IBC, bylo zabaleno do dvouhodinové struktury.Použití PVC trubek v drenážních systémech má několik výhod.Oproti litinovým trubkám je PVC odolnější vůči korozi a oxidaci způsobené odpady z koupelny a zeminou.Při pokládce pod zem jsou trubky z PVC také odolné vůči korozi okolní půdy (jak je znázorněno v části potrubí HVAC).PVC potrubí používané v drenážním systému podléhá stejným omezením jako hydraulický systém HVAC, s maximální provozní teplotou 140 F. Tato teplota je dále nařízena požadavky Uniform Piping Code a International Piping Code, které stanoví, že jakékoli vypouštění do odpadních nádrží musí být nižší než 140 F.
Část 810.1 Uniform Plumbing Code z roku 2012 uvádí, že parní potrubí nesmí být přímo připojeno k potrubnímu nebo odtokovému systému a voda nad 140 F (60 C) nesmí být vypouštěna přímo do tlakového odtoku.
Část 803.1 Mezinárodního kodexu o instalatérství z roku 2012 uvádí, že parní potrubí nesmí být připojeno k drenážnímu systému nebo jakékoli části vodovodního systému a voda nad 140 F (60 C) nesmí být vypouštěna do žádné části drenážního systému.
Speciální potrubní systémy jsou spojeny s dopravou netypických kapalin.Tyto kapaliny se mohou pohybovat od potrubí pro mořská akvária až po potrubí pro zásobování chemikálií do systémů vybavení bazénů.Akvarijní vodovodní systémy nejsou běžné v komerčních budovách, ale jsou instalovány v některých hotelech se vzdálenými vodovodními systémy napojenými na různá místa z centrální čerpací stanice.Nerezová ocel se jeví jako vhodný typ potrubí pro systémy s mořskou vodou díky své schopnosti inhibovat korozi s jinými vodními systémy, ale slaná voda může ve skutečnosti korodovat a erodovat trubky z nerezové oceli.Pro takové aplikace splňují požadavky na korozi plastové nebo měděno-niklové CPVC trubky;při pokládce těchto trubek ve velkém komerčním zařízení je třeba zvážit hořlavost trubek.Jak je uvedeno výše, použití hořlavých potrubí v jižní Nevadě vyžaduje alternativní metodu, která bude požadována k prokázání záměru vyhovět příslušnému předpisu o typu budovy.
Potrubí bazénu, které dodává vyčištěnou vodu pro ponoření těla, obsahuje zředěné množství chemikálií (lze použít 12,5% chlornan sodný a kyselinu chlorovodíkovou) k udržení specifického pH a chemické rovnováhy podle požadavků zdravotního oddělení.Kromě potrubí zředěných chemikálií musí být ze skladů sypkých materiálů a místností se speciálním vybavením dopravováno plně chlorové bělidlo a další chemikálie.Trubky CPVC jsou chemicky odolné pro přívod chlorového bělidla, ale potrubí s vysokým obsahem ferosilicina lze použít jako alternativu k chemickému potrubí při průchodu nehořlavými typy budov (např. typ 1A).Je pevná, ale křehčí než standardní litinové trubky a těžší než srovnatelné trubky.
Tento článek pojednává jen o několika z mnoha možností pro navrhování potrubních systémů.Představují většinu typů instalovaných systémů ve velkých komerčních budovách, ale vždy budou existovat výjimky potvrzující pravidlo.Celková hlavní specifikace je neocenitelným zdrojem při určování typu potrubí pro daný systém a vyhodnocování vhodných kritérií pro každý produkt.Standardní specifikace splní požadavky mnoha projektů, ale konstruktéři a inženýři by je měli přezkoumat, pokud jde o výškové věže, vysoké teploty, nebezpečné chemikálie nebo změny v legislativě či jurisdikci.Zjistěte více o doporučeních a omezeních instalatérů, abyste mohli informovaně rozhodovat o produktech nainstalovaných ve vašem projektu.Naši klienti nám jako profesionálům v oblasti designu důvěřují, že jejich budovám poskytneme správnou velikost, dobře vyvážené a cenově dostupné návrhy, kde potrubí dosáhne své očekávané životnosti a nikdy nedojde ke katastrofálnímu selhání.
Matt Dolan je projektový inženýr ve společnosti JBA Consulting Engineers.Jeho zkušenosti spočívají v navrhování komplexních HVAC a instalatérských systémů pro různé typy budov, jako jsou obchodní kanceláře, zdravotnická zařízení a pohostinské komplexy, včetně výškových věží pro hosty a četných restaurací.
Máte zkušenosti a znalosti o tématech obsažených v tomto obsahu?Měli byste zvážit příspěvek do našeho redakčního týmu CFE Media a získat uznání, které si vy a vaše společnost zasloužíte.Kliknutím sem zahájíte proces.