2. Forstå de tre typene VVS-systemer: VVS (hydraulisk), VVS (vann, avløp og ventilasjon) og kjemiske og spesielle VVS-systemer (sjøvannssystemer og farlige kjemikalier).
VVS og rørleggersystemer finnes i mange bygningselementer.Mange har sett en P-felle eller kjølemiddelrør under vasken som fører til og fra et delt system.Det er få som ser hovedteknisk rørleggerarbeid i sentralanlegget eller det kjemiske rensesystemet i bassengutstyrsrommet.Hver av disse applikasjonene krever en bestemt type rør som oppfyller spesifikasjoner, fysiske begrensninger, koder og beste designpraksis.
Det finnes ingen enkel rørleggerløsning som passer til alle bruksområder.Disse systemene oppfyller alle fysiske og kodekrav dersom spesifikke designkriterier er oppfylt og de riktige spørsmålene stilles til eiere og operatører.I tillegg kan de opprettholde de riktige kostnadene og ledetidene for å skape et vellykket byggesystem.
VVS-kanaler inneholder mange forskjellige væsker, trykk og temperaturer.Kanalen kan være over eller under bakkenivå og gå gjennom bygningens indre eller ytre.Disse faktorene må tas i betraktning ved spesifikasjon av VVS-rør i prosjektet.Begrepet "hydrodynamisk kretsløp" refererer til bruken av vann som et varmeoverføringsmedium for kjøling og oppvarming.I hver applikasjon tilføres vann med en gitt strømningshastighet og temperatur.Typisk varmeoverføring i et rom er med en luft-til-vann-spiral designet for å returnere vann ved en innstilt temperatur.Dette fører til at en viss mengde varme overføres eller fjernes fra rommet.Sirkulasjonen av kjøle- og oppvarmingsvann er hovedsystemet som brukes til luftkondisjonering av store kommersielle anlegg.
For de fleste bruksområder for lavblokker er det forventede driftstrykket for systemet vanligvis mindre enn 150 pund per kvadrattomme (psig).Hydraulikksystemet (kaldt og varmt vann) er et lukket kretssystem.Dette betyr at pumpens totale dynamiske trykkhøyde tar hensyn til friksjonstap i rørsystemet, tilhørende spoler, ventiler og tilbehør.Den statiske høyden til systemet påvirker ikke ytelsen til pumpen, men det påvirker det nødvendige driftstrykket til systemet.Kjølere, kjeler, pumper, rør og tilbehør er klassifisert for 150 psi driftstrykk, som er vanlig for utstyrs- og komponentprodusenter.Der det er mulig, bør denne trykkklassifiseringen opprettholdes i systemdesignet.Mange bygninger som anses som lave eller middels høye faller inn under 150 psi arbeidstrykkkategorien.
I høyhusdesign blir det stadig vanskeligere å holde rørsystemer og utstyr under 150 psi-standarden.Statisk linjehøyde over ca. 350 fot (uten å legge til pumpetrykk til systemet) vil overstige standard arbeidstrykkklassifisering for disse systemene (1 psi = 2,31 fot høyde).Systemet vil sannsynligvis bruke en trykkbryter (i form av en varmeveksler) for å isolere de høyere trykkkravene til kolonnen fra resten av det tilkoblede røret og utstyret.Denne systemdesignen vil tillate design og installasjon av standard trykkkjølere, samt spesifisere høyere trykkrør og tilbehør i kjøletårnet.
Når man spesifiserer rør for et stort campusprosjekt, må designeren/ingeniøren bevisst identifisere tårnet og rørene som er spesifisert for podiet, og reflektere deres individuelle krav (eller kollektive krav hvis varmevekslere ikke brukes til å isolere trykksonen).
En annen komponent i et lukket system er vannrensing og fjerning av eventuelt oksygen fra vannet.De fleste hydrauliske systemer er utstyrt med et vannbehandlingssystem som består av ulike kjemikalier og inhibitorer for å holde vannet som strømmer gjennom rørene på en optimal pH (rundt 9,0) og mikrobielle nivåer for å bekjempe rørbiofilm og korrosjon.Stabilisering av vannet i systemet og fjerning av luft bidrar til å forlenge levetiden til rørene, tilhørende pumper, spoler og ventiler.Eventuell luft som er fanget i rørene kan forårsake kavitasjon i kjøle- og varmevannspumpene og redusere varmeoverføringen i kjøleren, kjelen eller sirkulasjonsspiralene.
Kobber: Type L, B, K, M eller C trukket og herdet rør i samsvar med ASTM B88 og B88M i kombinasjon med ASME B16.22 smide kobberfittings og fittings med blyfritt lodde eller loddemetall for underjordiske applikasjoner.
Herdet rør, type L, B, K (brukes vanligvis kun under bakkenivå) eller A i henhold til ASTM B88 og B88M, med ASME B16.22 smide kobberfittings og fittings forbundet med blyfri eller overjordisk lodding.Dette røret tillater også bruk av forseglede beslag.
Type K kobberrør er det tykkeste røret som er tilgjengelig, og gir et arbeidstrykk på 1534 psi.tomme ved 100 F for ½ tomme.Modellene L og M har lavere arbeidstrykk enn K, men er fortsatt godt egnet for HVAC-applikasjoner (trykket varierer fra 1242 psi ved 100F til 12 tommer og 435 psi og 395 psi Disse verdiene er hentet fra tabell 3a, 3b og 3c i Copper Tubing Development Guide publisert av Copper Tubing Development Assn.
Disse driftstrykkene er for rette rørstrekninger, som normalt ikke er trykkbegrensede løp av systemet.Fittings og koblinger som forbinder to rørlengder er mer sannsynlig å lekke eller svikte under driftstrykket til enkelte systemer.Typiske koblingstyper for kobberrør er sveising, lodding eller trykkforsegling.Denne typen koblinger må være laget av blyfrie materialer og klassifisert for forventet trykk i systemet.
Hver tilkoblingstype er i stand til å opprettholde et lekkasjefritt system når beslaget er riktig forseglet, men disse systemene reagerer forskjellig når beslaget ikke er helt forseglet eller smykket.Lodde- og loddeforbindelser er mer sannsynlig å svikte og lekke når systemet først er fylt og testet og bygningen ennå ikke er opptatt.I dette tilfellet kan entreprenører og inspektører raskt finne ut hvor skjøten lekker og fikse problemet før systemet er fullt operativt og passasjerer og interiørdekor er skadet.Dette kan også reproduseres med lekkasjetette beslag dersom det er spesifisert lekkasjedeteksjonsring eller -montasje.Hvis du ikke trykker helt ned for å identifisere problemområdet, kan vann lekke ut av beslaget akkurat som loddetinn eller loddetinn.Hvis lekkasjetette beslag ikke er spesifisert i designet, vil de noen ganger forbli under trykk under konstruksjonstesting og kan svikte først etter en driftsperiode, noe som resulterer i mer skade på den okkuperte plassen og mulig skade på beboerne, spesielt hvis oppvarmede varme rør passerer gjennom rørene.vann.
Anbefalingene for dimensjonering av kobberrør er basert på kravene i forskriftene, produsentens anbefalinger og beste praksis.For kjøltvannsapplikasjoner (vanntilførselstemperatur vanligvis 42 til 45 F), er den anbefalte hastighetsgrensen for kobberrørsystemer 8 fot per sekund for å redusere systemstøy og redusere potensialet for erosjon/korrosjon.For varmtvannssystemer (typisk 140 til 180 F for romoppvarming og opptil 205 F for varmtvannsproduksjon til husholdningsbruk i hybridsystemer), er den anbefalte hastighetsgrensen for kobberrør mye mindre.Copper Tubing Manual viser disse hastighetene som 2 til 3 fot per sekund når vanntilførselstemperaturen er over 140 F.
Kobberrør kommer vanligvis i en viss størrelse, opptil 12 tommer.Dette begrenser bruken av kobber i de viktigste campusverktøyene, da disse bygningsdesignene ofte krever kanalføring større enn 12 tommer.Fra sentralanlegget til tilhørende varmevekslere.Kobberrør er mer vanlig i hydrauliske systemer 3 tommer eller mindre i diameter.For størrelser over 3 tommer er slisset stålrør mer vanlig brukt.Dette skyldes forskjellen i kostnad mellom stål og kobber, forskjellen i arbeidskraft for korrugerte rør kontra sveiset eller loddet rør (trykkfittings er ikke tillatt eller anbefalt av eieren eller ingeniøren), og de anbefalte vannhastighetene og temperaturene i disse inne i hver av materialrørledningene.
Stål: Svart eller galvanisert stålrør i henhold til ASTM A 53/A 53M med duktilt jern (ASME B16.3) eller smijernsbeslag (ASTM A 234/A 234M) og duktilt jern (ASME B16.39) beslag.Flenser, beslag og klasse 150 og 300 koblinger er tilgjengelige med gjengede eller flensede beslag.Røret kan sveises med tilsatsmetall i henhold til AWS D10.12/D10.12M.
Samsvarer med ASTM A 536 klasse 65-45-12 duktilt jern, ASTM A 47/A 47M klasse 32510 duktilt jern og ASTM A 53/A 53M klasse F, E, eller S klasse B monteringsstål, eller ASTM A106, festet til endestykker av stålkvalitet eller riller.
Som nevnt ovenfor er stålrør mer vanlig brukt til store rør i hydrauliske systemer.Denne typen system tillater ulike trykk-, temperatur- og størrelseskrav for å møte behovene til kjøle- og oppvarmede vannsystemer.Klassebetegnelser for flenser, beslag og beslag refererer til arbeidstrykket til mettet damp i psi.tomme av den tilsvarende varen.Klasse 150-beslag er designet for å fungere ved et arbeidstrykk på 150 psi.tomme ved 366 F, mens klasse 300-beslag gir et arbeidstrykk på 300 psi.ved 550 F. Klasse 150 beslag gir over 300 psi arbeidsvanntrykk.tomme ved 150 F, og klasse 300-beslag gir opptil 2000 psi arbeidsvanntrykk.tomme ved 150 F. Andre merker av fittings er tilgjengelige for spesifikke rørtyper.For eksempel, for støpejernsrørflenser og ASME 16.1 flensbeslag, kan klasse 125 eller 250 brukes.
Rillede rør- og koblingssystemer bruker kuttede eller formede riller i endene av rør, beslag, ventiler osv. for å koble mellom hver rørlengde eller rørdeler med et fleksibelt eller stivt koblingssystem.Disse koblingene består av to eller flere boltede deler og har en skive i koblingsboringen.Disse systemene er tilgjengelige i 150 og 300 klasse flenstyper og EPDM pakningsmaterialer og er i stand til å operere ved væsketemperaturer fra 230 til 250 F (avhengig av rørstørrelse).Rillet rørinformasjon er hentet fra Victaulic-manualer og litteratur.
Schedule 40 og 80 stålrør er akseptable for HVAC-systemer.Rørspesifikasjonen refererer til rørets veggtykkelse, som øker med spesifikasjonsnummeret.Med en økning i rørets veggtykkelse øker også det tillatte arbeidstrykket til det rette røret.Schedule 40-rør tillater et arbeidstrykk på 1694 psi for ½ tomme.Rør, 696 psi tomme for 12 tommer (-20 til 650 F).Tillatt arbeidstrykk for Schedule 80-rør er 3036 psi.tomme (½ tomme) og 1305 psi.tommer (12 tommer) (begge -20 til 650 F).Disse verdiene er hentet fra Watson McDaniel Engineering Data-delen.
Plast: CPVC-plastrør, muffebeslag til spesifikasjon 40 og spesifikasjon 80 til ASTM F 441/F 441M (ASTM F 438 til spesifikasjon 40 og ASTM F 439 til spesifikasjon 80) og løsemiddellim (ASTM F493).
PVC-plastrør, muffebeslag i henhold til ASTM D 1785 plan 40 og plan 80 (ASM D 2466 plan 40 og ASTM D 2467 plan 80) og løsemiddellim (ASTM D 2564).Inkluderer primer i henhold til ASTM F 656.
Både CPVC- og PVC-rør er egnet for hydrauliske systemer under bakkenivå, men selv under disse forholdene må man være forsiktig når man installerer disse rørene i et prosjekt.Plastrør er mye brukt i avløps- og ventilasjonskanalsystemer, spesielt i underjordiske miljøer hvor nakne rør kommer i direkte kontakt med omkringliggende jord.Samtidig er korrosjonsmotstanden til CPVC- og PVC-rør fordelaktig på grunn av korrosiviteten til noen jordsmonn.Hydrauliske rør er vanligvis isolert og dekket med en beskyttende PVC-kappe som gir en buffer mellom metallrørene og den omkringliggende jorda.Plastrør kan brukes i mindre kjølevannsanlegg hvor det forventes lavere trykk.Det maksimale arbeidstrykket for PVC-rør overstiger 150 psi for alle rørstørrelser opp til 8 tommer, men dette gjelder kun temperaturer på 73 F eller lavere.Enhver temperatur over 73°F vil redusere driftstrykket i rørsystemet til 140°F.Reduksjonsfaktoren er 0,22 ved denne temperaturen og 1,0 ved 73 F. Maksimal driftstemperatur på 140 F er for Schedule 40 og Schedule 80 PVC-rør.CPVC-rør er i stand til å motstå et bredere driftstemperaturområde, noe som gjør det egnet for bruk opp til 200 F (med en reduksjonsfaktor på 0,2), men har samme trykkklassifisering som PVC, slik at det kan brukes i standard trykk underjordiske kjøleapplikasjoner.vannsystemer opp til 8 tommer.For varmtvannssystemer som opprettholder høyere vanntemperaturer opp til 180 eller 205 F, anbefales ikke PVC- eller CPVC-rør.Alle data er hentet fra Harvel PVC-rørspesifikasjoner og CPVC-rørspesifikasjoner.
Rør Rør bærer mange forskjellige væsker, faste stoffer og gasser.Både drikkelige og ikke-drikkelige væsker strømmer i disse systemene.På grunn av det store utvalget av væsker som føres i et VVS-system, er de aktuelle rørene klassifisert som husholdningsvannrør eller avløps- og ventilasjonsrør.
Husholdningsvann: Mykt kobberrør, ASTM B88 type K og L, ASTM B88M type A og B, med smide kobber trykkfittings (ASME B16.22).
Hard kobberrør, ASTM B88 Type L og M, ASTM B88M Type B og C, med støpte kobbersveisefittings (ASME B16.18), smide kobbersveisefittings (ASME B16.22), bronseflenser (ASME B16.24) og kobberfittings (MCS SP-123 SP-123 SP-123 SP-123).Røret tillater også bruk av forseglede beslag.
Kobberrørtyper og relaterte standarder er hentet fra seksjon 22 11 16 i MasterSpec.Utformingen av kobberrør for husholdningsvann er begrenset av kravene til maksimale strømningshastigheter.De er spesifisert i rørledningsspesifikasjonen som følger:
Seksjon 610.12.1 i 2012 Uniform Plumbing Code sier: Maksimal hastighet i rør- og fittingsystemer av kobber og kobberlegering må ikke overstige 8 fot per sekund i kaldt vann og 5 fot per sekund i varmt vann.Disse verdiene gjentas også i Copper Tubing Handbook, som bruker disse verdiene som anbefalte maksimale hastigheter for denne typen systemer.
Type 316 rustfritt stålrør i henhold til ASTM A403 og lignende beslag ved bruk av sveisede eller riflede koblinger for større husholdningsvannrør og direkte erstatning for kobberrør.Med den økende prisen på kobber blir rør av rustfritt stål mer vanlig i husholdningsvannsystemer.Rørtyper og relaterte standarder er fra Veterans Administration (VA) MasterSpec Section 22 11 00.
En ny innovasjon som vil bli implementert og håndhevet i 2014 er Federal Drinking Water Leadership Act.Dette er en føderal håndhevelse av gjeldende lover i California og Vermont angående blyinnholdet i vannveier i alle rør, ventiler eller beslag som brukes i husholdningsvannsystemer.Loven sier at alle fuktede overflater på rør, armaturer og inventar skal være «blyfrie», noe som betyr at maksimalt blyinnhold «ikke overstiger et vektet gjennomsnitt på 0,25 % (bly)».Dette krever at produsenter produserer blyfrie støpte produkter for å overholde nye lovkrav.Detaljer er gitt av UL i retningslinjer for bly i drikkevannskomponenter.
Drenering og ventilasjon: Ermeløse avløpsrør og -fittings i støpejern i samsvar med ASTM A 888 eller Cast Iron Sewer Piping Institute (CISPI) 301. Sovent-fittings i samsvar med ASME B16.45 eller ASSE 1043 kan brukes med et no-stop-system.
Støpejerns kloakkrør og flensbeslag må overholde ASTM A 74, gummipakninger (ASTM C 564) og rent bly og eike- eller hampfiberforsegling (ASTM B29).
Begge typer kanalføringer kan brukes i bygg, men kanalfrie kanalføringer og armaturer er mest brukt over bakkenivå i næringsbygg.Støpejernsrør med CISPI Plugless Fittings muliggjør permanent installasjon, kan rekonfigureres eller kan nås ved å fjerne båndklemmer, samtidig som kvaliteten til et metallrør opprettholdes, noe som reduserer bruddstøy i avfallsstrømmen gjennom røret.Ulempen med støpejernsrørleggerarbeid er at rørleggerarbeidet blir dårligere på grunn av det sure avfallet som finnes i typiske baderomsinstallasjoner.
ASME A112.3.1 rustfrie stålrør og fittings med utvidede og utstrakte ender kan brukes for høykvalitets dreneringssystemer i stedet for støpejernsrør.VVS i rustfritt stål brukes også til den første delen av rørene, som kobles til en gulvvask hvor det kullsyreholdige produktet drenerer for å redusere korrosjonsskader.
Solid PVC-rør i henhold til ASTM D 2665 (drenering, avledning og ventiler) og PVC-bikakerør i henhold til ASTM F 891 (Anneks 40), fakkelkoblinger (ASTM D 2665 til ASTM D 3311, avløp, avløp og ventiler) egnet for Schedule 40-rør, lim 5ASTM primer D 62M løsemiddel F adhesive D 564).PVC-rør kan finnes over og under bakkenivå i næringsbygg, selv om de oftere er oppført under bakkenivå på grunn av rørsprekker og spesielle regelkrav.
I byggejurisdiksjonen til Sør-Nevada sier 2009 International Building Code (IBC)-endringen:
603.1.2.1 Utstyr.Brennbare rørledninger tillates installert i maskinrommet, omsluttet av en to-timers brannsikker struktur og fullstendig beskyttet av automatiske sprinkleranlegg.Brennbare rør kan føres fra utstyrsrom til andre rom, forutsatt at rørene er innelukket i godkjent spesial to timers brannsikker montering.Når slike brennbare rør går gjennom brannvegger og/eller gulv/tak, skal gjennomføringen spesifiseres for det spesifikke rørmaterialet med grader F og T ikke lavere enn nødvendig brannmotstand for gjennomføringen.Brennbare rør må ikke trenge gjennom mer enn ett lag.
Dette krever at alle brennbare rør (plast eller annet) som finnes i en klasse 1A-bygning som definert av IBC-en, pakkes inn i en 2-timers struktur.Bruk av PVC-rør i dreneringssystemer har flere fordeler.Sammenlignet med støpejernsrør er PVC mer motstandsdyktig mot korrosjon og oksidasjon forårsaket av baderomsavfall og jord.Når de legges under bakken, er PVC-rør også motstandsdyktige mot korrosjon av den omkringliggende jorda (som vist i HVAC-rørseksjonen).PVC-rør som brukes i et dreneringssystem er underlagt de samme begrensningene som et HVAC-hydraulikksystem, med en maksimal driftstemperatur på 140 F. Denne temperaturen er videre pålagt av kravene i Uniform Piping Code og International Piping Code, som fastsetter at ethvert utslipp til avfallsreseptorer må være under 140 F.
Seksjon 810.1 i 2012 Uniform Plumbing Code sier at damprør ikke må kobles direkte til et rør- eller avløpssystem, og vann over 140 F (60 C) må ikke slippes direkte ut i et trykksatt avløp.
Seksjon 803.1 i 2012 International Plumbing Code sier at damprør ikke må kobles til et dreneringssystem eller noen del av rørleggersystemet, og vann over 140 F (60 C) må ikke slippes ut i noen del av dreneringssystemet.
Spesielle rørsystemer er knyttet til transport av ikke-typiske væsker.Disse væskene kan variere fra rør for marine akvarier til rør for tilførsel av kjemikalier til svømmebassengutstyrssystemer.Akvariumrørleggersystemer er ikke vanlige i næringsbygg, men de er installert på noen hoteller med eksterne rørleggersystemer koblet til forskjellige steder fra et sentralt pumperom.Rustfritt stål virker som en passende rørtype for sjøvannssystemer på grunn av dets evne til å hemme korrosjon med andre vannsystemer, men saltvann kan faktisk korrodere og erodere rustfrie stålrør.For slike bruksområder oppfyller CPVC marine rør av plast eller kobber-nikkel korrosjonskrav;ved legging av disse rørene i et stort næringsanlegg må rørenes brennbarhet vurderes.Som nevnt ovenfor, krever bruk av brennbare rør i Sør-Nevada at en alternativ metode blir bedt om for å demonstrere hensikt om å overholde den relevante bygningstypekoden.
Bassengrøret som leverer renset vann for nedsenking av kroppen inneholder en fortynnet mengde kjemikalier (12,5 % natriumhypoklorittblekemiddel og saltsyre kan brukes) for å opprettholde en spesifikk pH og kjemisk balanse som kreves av helseavdelingen.I tillegg til fortynnede kjemikalierør, skal fullklorblekemiddel og andre kjemikalier transporteres fra bulklagerområder og spesialutstyrsrom.CPVC-rør er kjemikaliebestandige for klorblekemiddeltilførsel, men rør med høyt ferrosilisium kan brukes som et alternativ til kjemikalierør når de passerer gjennom ikke-brennbare bygningstyper (f.eks. Type 1A).Det er sterkt, men mer sprøtt enn standard støpejernsrør og tyngre enn sammenlignbare rør.
Denne artikkelen diskuterer bare noen få av de mange mulighetene for å designe rørsystemer.De representerer de fleste typer installerte systemer i store næringsbygg, men det vil alltid være unntak fra regelen.Den overordnede hovedspesifikasjonen er en uvurderlig ressurs når det gjelder å bestemme rørtypen for et gitt system og evaluere de riktige kriteriene for hvert produkt.Standardspesifikasjoner vil oppfylle kravene til mange prosjekter, men designere og ingeniører bør vurdere dem når det kommer til høye tårn, høye temperaturer, farlige kjemikalier eller endringer i lovgivning eller jurisdiksjon.Lær mer om rørleggeranbefalinger og begrensninger for å ta informerte beslutninger om produktene som er installert i prosjektet ditt.Våre kunder stoler på at vi som designfagfolk kan gi bygningene deres riktig størrelse, velbalanserte og rimelige design der kanaler når forventet levetid og aldri opplever katastrofale feil.
Matt Dolan er prosjektingeniør hos JBA Consulting Engineers.Hans erfaring ligger i design av komplekse HVAC- og rørleggersystemer for en rekke bygningstyper som kommersielle kontorer, helsetjenester og gjestfrihetskomplekser, inkludert høye gjestetårn og en rekke restauranter.
Har du erfaring og kunnskap om temaene som dekkes i dette innholdet?Du bør vurdere å bidra til vår CFE Media-redaksjon og få den anerkjennelsen du og din bedrift fortjener.Klikk her for å starte prosessen.