2. Разумети три врсте водоводних система: HVAC (хидраулични), водоводни (водоводне инсталације, канализација и вентилација) и хемијски и специјални водоводни системи (системи са морском водом и опасним хемикалијама).
Водовод и водоводни системи постоје у многим грађевинским елементима. Многи људи су видели П-силифон или цеви за расхладно средство испод судопере које воде до и од сплит система. Мало људи види главне инжењерске водоводне цеви у централном постројењу или систем за хемијско чишћење у просторији за опрему базена. Свака од ових примена захтева специфичну врсту цеви која испуњава спецификације, физичка ограничења, прописе и најбоље праксе пројектовања.
Не постоји једноставно водоводно решење које одговара свим применама. Ови системи испуњавају све физичке и прописне захтеве ако се испуне специфични критеријуми пројектовања и ако се власницима и оператерима поставе права питања. Поред тога, могу одржати одговарајуће трошкове и време израде како би се створио успешан систем изградње.
HVAC канали садрже много различитих флуида, притисака и температура. Канал може бити изнад или испод нивоа тла и пролазити кроз унутрашњост или спољашњост зграде. Ови фактори се морају узети у обзир приликом одређивања HVAC цеви у пројекту. Термин „хидродинамички циклус“ односи се на употребу воде као медијума за пренос топлоте за хлађење и грејање. У свакој примени, вода се доводи са датом брзином протока и температуром. Типичан пренос топлоте у просторији се врши помоћу завојнице ваздух-вода која је дизајнирана да враћа воду на задатој температури. То доводи до чињенице да се одређена количина топлоте преноси или уклања из простора. Циркулација воде за хлађење и грејање је главни систем који се користи за климатизацију великих комерцијалних објеката.
За већину примена у ниским зградама, очекивани радни притисак система је обично мањи од 150 фунти по квадратном инчу (psig). Хидраулични систем (хладна и топла вода) је систем затвореног круга. То значи да укупни динамички притисак пумпе узима у обзир губитке трења у систему цеви, припадајућим калемовима, вентилима и додацима. Статичка висина система не утиче на перформансе пумпе, али утиче на потребан радни притисак система. Хладњаци, котлови, пумпе, цеви и додаци су предвиђени за радни притисак од 150 psi, што је уобичајено за произвођаче опреме и компоненти. Где год је то могуће, овај номинални притисак треба одржати у пројектовању система. Многе зграде које се сматрају ниским или средњим зградама спадају у категорију радног притиска од 150 psi.
У пројектовању високих зграда, све је теже одржавати системе цеви и опрему испод стандарда од 150 psi. Статички притисак у линији изнад око 350 стопа (без додавања притиска пумпе у систем) премашиће стандардни радни притисак ових система (1 psi = 2,31 стопе висине). Систем ће вероватно користити прекидач притиска (у облику измењивача топлоте) да би изоловао захтеве колоне за виши притисак од остатка повезаних цеви и опреме. Овај дизајн система ће омогућити пројектовање и уградњу стандардних расхладњака под притиском, као и спецификацију цеви и додатне опреме вишег притиска у расхладном торњу.
Приликом специфицирања цевовода за велики кампус пројекат, пројектант/инжењер мора свесно идентификовати торањ и цевоводе специфициране за подијум, одражавајући своје индивидуалне захтеве (или колективне захтеве ако се измењивачи топлоте не користе за изолацију зоне притиска).
Још једна компонента затвореног система је пречишћавање воде и уклањање кисеоника из воде. Већина хидрауличних система је опремљена системом за пречишћавање воде који се састоји од разних хемикалија и инхибитора како би се одржала оптимална pH вредност воде која тече кроз цеви (око 9,0) и микробиолошки нивои за борбу против биофилмова у цевима и корозије. Стабилизација воде у систему и уклањање ваздуха помаже у продужењу века трајања цеви, повезаних пумпи, калемова и вентила. Било који ваздух заробљен у цевима може изазвати кавитацију у пумпама за хлађење и грејање воде и смањити пренос топлоте у хладњаку, котлу или циркулационим калемовима.
Бакар: Вучене и каљене цеви типа L, B, K, M или C у складу са ASTM B88 и B88M у комбинацији са кованим бакарним фитинзима ASME B16.22 и фитинзима са безоловним лемом или лемом за подземне примене.
Каљена цев, типа L, B, K (генерално се користи само испод нивоа земље) или A према ASTM B88 и B88M, са ASME B16.22 кованим бакарним фитинзима и фитинзима спојеним безоловним или изнад нивоа земље. Ова цев такође омогућава употребу заптивених фитинга.
Бакарне цеви типа К су најдебље доступне цеви, које обезбеђују радни притисак од 1534 psi на 100°F за ½ инча. Модели Л и М имају ниже радне притиске од К, али су и даље добро погодни за HVAC примене (притисак се креће од 1242 psi на 100°F до 12 инча и 435 psi и 395 psi). Ове вредности су преузете из табела 3а, 3б и 3ц Водича за бакарне цеви који је објавило Удружење за развој бакра.
Ови радни притисци су за равне цеви, које обично нису делови система са ограниченим притиском. Спојнице и спојеви који спајају два дела цеви имају већу вероватноћу да цуре или откажу под радним притиском неких система. Типичне врсте спојева за бакарне цеви су заваривање, лемљење или заптивање под притиском. Ове врсте спојева морају бити направљене од материјала без олова и оцењене за очекивани притисак у систему.
Сваки тип споја је способан да одржи систем без цурења када је фитинг правилно запечаћен, али ови системи реагују различито када фитинг није потпуно запечаћен или притиснут. Лемљени спојеви су склонији отказивању и цурењу када се систем први пут напуни и тестира, а зграда још није усељена. У овом случају, извођачи радова и инспектори могу брзо да утврде где спој цури и да реше проблем пре него што систем буде у потпуности оперативан и путници и унутрашња облога буду оштећени. Ово се такође може репродуковати са непропусним спојевима ако је наведен прстен или склоп за детекцију цурења. Ако не притиснете до краја да бисте идентификовали проблематично подручје, вода може да цури из фитинга баш као и лем или лем. ​​Ако непропусни спојеви нису наведени у пројекту, понекад ће остати под притиском током грађевинског испитивања и могу отказати тек након одређеног периода рада, што ће резултирати већом штетом на заузетом простору и могућим повредама станара, посебно ако загрејане цеви пролазе кроз цеви. вода.
Препоруке за димензионисање бакарних цеви заснивају се на захтевима прописа, препорукама произвођача и најбољим праксама. За примене са хладном водом (температура доводне воде обично од 42 до 45 Фаренхајта), препоручено ограничење брзине за системе бакарних цеви је 8 стопа у секунди како би се смањила бука система и смањио потенцијал за ерозију/корозију. За системе топле воде (обично 140 до 180 Фаренхајта за грејање простора и до 205 Фаренхајта за производњу топле воде у хибридним системима), препоручено ограничење брзине за бакарне цеви је много мање. Приручник за бакарне цеви наводи ове брзине као 2 до 3 стопе у секунди када је температура доводне воде изнад 140 Фаренхајта.
Бакарне цеви обично долазе у одређеној величини, до 30 цм. Ово ограничава употребу бакра у главним комуналним услугама кампуса, јер ови дизајни зграда често захтевају канале веће од 30 цм. Од централног постројења до припадајућих измењивача топлоте. Бакарне цеви су чешће у хидрауличним системима пречника 7,6 цм или мање. За величине преко 7,6 цм, чешће се користе прорезне челичне цеви. То је због разлике у цени између челика и бакра, разлике у раду за валовите цеви у односу на заварене или лемљене цеви (притисни спојнице нису дозвољене или препоручене од стране власника или инжењера) и препоручених брзина воде и температура у њима унутар сваког од цевовода материјала.
Челик: Црна или поцинкована челична цев према ASTM A 53/A 53M са фитинзима од нодуларног гвожђа (ASME B16.3) или кованог гвожђа (ASTM A 234/A 234M) и фитинзима од нодуларног гвожђа (ASME B16.39). Прирубнице, фитинзи и спојеви класе 150 и 300 доступни су са навојним или прирубничким фитинзима. Цев се може заваривати додатним металом у складу са AWS D10.12/D10.12M.
У складу са стандардима ASTM A 536 класе 65-45-12 за нодуларно гвожђе, ASTM A 47/A 47M класе 32510 за нодуларно гвожђе и ASTM A 53/A 53M класе F, E или S класе B монтажног челика, или ASTM A106, челика класе B. Жлебљени или ушни спојни елементи за причвршћивање жлебљених завршних спојница.
Као што је горе поменуто, челичне цеви се чешће користе за велике цеви у хидрауличним системима. Ова врста система омогућава различите захтеве за притисак, температуру и величину како би се задовољиле потребе система за хлађење и грејање воде. Ознаке класа за прирубнице, фитинге и спојнице односе се на радни притисак засићене паре у psi/инчима одговарајуће ставке. Фитинзи класе 150 су пројектовани за рад на радном притиску од 150 psi/инчи на 366 F, док фитинзи класе 300 обезбеђују радни притисак од 300 psi/инчи на 550 F. Фитинзи класе 150 обезбеђују радни притисак воде преко 300 psi/инчи на 150 F, а фитинзи класе 300 обезбеђују радни притисак воде до 2.000 psi/инчи на 150 F. Доступни су и други брендови фитинга за одређене типове цеви. На пример, за прирубнице од ливеног гвожђа и прирубничке фитинге ASME 16.1, могу се користити класе 125 или 250.
Системи цеви и спојница са жлебовима користе исечене или обликоване жлебове на крајевима цеви, фитинга, вентила итд. за повезивање сваке дужине цеви или фитинга флексибилним или крутим системом спојнице. Ове спојнице се састоје од два или више делова спојених вијцима и имају подлошку у отвору спојнице. Ови системи су доступни у типовима прирубница класе 150 и 300 и материјалима за заптивке од EPDM-а и способни су за рад на температурама флуида од 230 до 250 Фаренхајта (у зависности од величине цеви). Информације о цевима са жлебовима преузете су из Victaulic приручника и литературе.
Челичне цеви класе 40 и 80 су прихватљиве за HVAC системе. Спецификација цеви се односи на дебљину зида цеви, која се повећава са бројем спецификације. Са повећањем дебљине зида цеви, повећава се и дозвољени радни притисак равне цеви. Цеви класе 40 дозвољавају радни притисак од 1694 psi за ½ инча, 696 psi за 12 инча (-20 до 650 F). Дозвољени радни притисак за цеви класе 80 је 3036 psi за ½ инча и 1305 psi за 12 инча (оба од -20 до 650 F). Ове вредности су преузете из одељка Watson McDaniel Engineering Data.
Пластика: CPVC пластичне цеви, спојнице са утичницом према Спецификацији 40 ​​и Спецификацији 80 према ASTM F 441/F 441M (ASTM F 438 према Спецификацији 40 ​​и ASTM F 439 према Спецификацији 80) и лепкови на бази растварача (ASTM F493).
ПВЦ пластичне цеви, спојнице са муфтом према ASTM D 1785 распоред 40 и распоред 80 (ASM D 2466 распоред 40 и ASTM D 2467 распоред 80) и лепкови на бази растварача (ASTM D 2564). Укључује прајмер према ASTM F 656.
И CPVC и PVC цеви су погодне за хидрауличне системе испод нивоа земље, иако чак и под овим условима мора бити опрезан приликом постављања ових цеви у пројекат. Пластичне цеви се широко користе у канализационим и вентилационим системима, посебно у подземним срединама где голе цеви долазе у директан контакт са околним земљиштем. Истовремено, отпорност на корозију CPVC и PVC цеви је повољна због корозивности неких земљишта. Хидрауличне цеви су обично изоловане и прекривене заштитним PVC омотачем који пружа тампон између металних цеви и околног земљишта. Пластичне цеви се могу користити у мањим системима хладне воде где се очекују нижи притисци. Максимални радни притисак за PVC цеви прелази 150 psi за све величине цеви до 8 инча, али ово се односи само на температуре од 73 F или ниже. Било која температура изнад 73°F смањиће радни притисак у систему цеви на 140°F. Фактор смањења снаге је 0,22 на овој температури и 1,0 на 73 F. Максимална радна температура од 140°F је за PVC цеви Schedule 40 и Schedule 80. CPVC цев може да издржи шири опсег радне температуре, што је чини погодном за употребу до 200°F (са фактором смањења снаге од 0,2), али има исти номинални притисак као PVC, што јој омогућава употребу у стандардним подземним расхладним применама под притиском. Системи за воду до 8 инча. За системе топле воде који одржавају веће температуре воде до 180 или 205°F, PVC или CPVC цеви се не препоручују. Сви подаци су преузети из Harvel спецификација PVC цеви и спецификација CPVC цеви.
Цеви Цеви преносе много различитих течности, чврстих материја и гасова. У овим системима теку и течности за пиће и течности које нису за пиће. Због великог броја флуида који се преносе у водоводном систему, дотичне цеви се класификују као цеви за кућни водовод или цеви за одводњавање и вентилацију.
Вода за домаћинство: Меке бакарне цеви, ASTM B88 типови K и L, ASTM B88M типови A и B, са кованим бакарним притиском (ASME B16.22).
Тврде бакарне цеви, ASTM B88 типови L и M, ASTM B88M типови B и C, са ливеним бакарним завареним фитинзима (ASME B16.18), кованим бакарним завареним фитинзима (ASME B16.22), бронзаним прирубницама (ASME B16.24) и бакарним фитинзима (MCS SP-123). Цев такође омогућава употребу заптивених фитинга.
Типови бакарних цеви и сродни стандарди су преузети из Одељка 22 11 16 МастерСпец. Пројектовање бакарних цеви за снабдевање водом у домаћинствима је ограничено захтевима максималних протока. Они су наведени у спецификацији цевовода на следећи начин:
Члан 610.12.1 Јединственог водоинсталатерског кодекса из 2012. године наводи: Максимална брзина у системима цеви и фитинга од бакра и легура бакра не сме прећи 8 стопа у секунди у хладној води и 5 стопа у секунди у топлој води. Ове вредности су такође поновљене у Приручнику за бакарне цеви, који користи ове вредности као препоручене максималне брзине за ове типове система.
Цеви од нерђајућег челика типа 316 у складу са ASTM A403 и слични фитинги који користе заварене или назубљене спојнице за веће кућне водоводне цеви и директну замену за бакарне цеви. Са растућом ценом бакра, цеви од нерђајућег челика постају све чешће у кућним водоводним системима. Типови цеви и сродни стандарди су из MasterSpec одељка 22 11 00 Управе за ветеране (VA).
Нова иновација која ће бити имплементирана и спроведена 2014. године јесте Федерални закон о вођству у области воде за пиће. Ово је федерално спровођење важећих закона у Калифорнији и Вермонту у вези са садржајем олова у воденим путевима било којих цеви, вентила или фитинга који се користе у кућним водоводним системима. Закон наводи да све површине цеви, фитинга и арматуре које су у контакту са оловом морају бити „без олова“, што значи да максимални садржај олова „не прелази пондерисани просек од 0,25% (олово)“. Ово захтева од произвођача да производе ливене производе без олова како би се испунили нови законски захтеви. Детаље је дао UL у Смерницама за олово у компонентама воде за пиће.
Одводњавање и вентилација: Цеви и фитинзи од ливеног гвожђа без рукава у складу са ASTM A 888 или Институтом за канализационе цеви од ливеног гвожђа (CISPI) 301. Sovent фитинзи у складу са ASME B16.45 или ASSE 1043 могу се користити са системом без заустављања.
Цеви за канализацију од ливеног гвожђа и прирубнички спојници морају бити у складу са стандардом ASTM A 74, гуменим заптивкама (ASTM C 564) и заптивачем од чистог олова и храстових или конопљиних влакана (ASTM B29).
Обе врсте канала могу се користити у зградама, али канали и фитинзи без канала се најчешће користе изнад нивоа земље у комерцијалним зградама. Цеви од ливеног гвожђа са CISPI фитинзима без утикача омогућавају трајну инсталацију, могу се реконфигурисати или им се може приступити уклањањем стезних трака, уз задржавање квалитета металне цеви, што смањује буку пуцања у отпадном току кроз цев. Мана водовода од ливеног гвожђа је то што се водовод пропада због киселог отпада који се налази у типичним инсталацијама у купатилу.
Цеви и фитинзи од нерђајућег челика ASME A112.3.1 са проширеним и проширеним крајевима могу се користити за висококвалитетне системе за одводњавање уместо цеви од ливеног гвожђа. Водоводне цеви од нерђајућег челика се такође користе за први део водовода, који се повезује са судопером у поду где се газирани производ одводи како би се смањила оштећења од корозије.
Чврста ПВЦ цев према ASTM D 2665 (дренажа, преусмеравање и вентилација) и ПВЦ саћаста цев према ASTM F 891 (Анекс 40), спојеви са проширењем (ASTM D 2665 до ASTM D 3311, одвод, отпад и вентилација) погодни за цеви из Прилога 40), прајмер за лепљење (ASTM F 656) и лепак са растварачем (ASTM D 2564). ПВЦ цеви се могу наћи изнад и испод нивоа земље у комерцијалним зградама, иако се чешће постављају испод нивоа земље због пуцања цеви и захтева посебних правила.
У грађевинској јурисдикцији Јужне Неваде, амандман на Међународни грађевински кодекс (IBC) из 2009. године наводи:
603.1.2.1 Опрема. Дозвољено је постављање запаљивих цевовода у машинској просторији, затворених двочасовном ватроотпорном конструкцијом и потпуно заштићених аутоматским прскалицама. Запаљиве цеви могу се водити из машинске просторије у друге просторије, под условом да су цевоводи затворени у одобреном посебном двочасовном ватроотпорном склопу. Када такве запаљиве цеви пролазе кроз противпожарне зидове и/или подове/плафоне, продор мора бити специфициран за специфични материјал цеви са степеном отпорности на ватру F и T који није нижи од потребне отпорности на ватру за продор. Запаљиве цеви не смеју продирати више од једног слоја.
Ово захтева да све запаљиве цеви (пластичне или друге) присутне у згради класе 1А, како је дефинисано IBC-ом, буду обмотане двочасовном структуром. Употреба PVC цеви у дренажним системима има неколико предности. У поређењу са цевима од ливеног гвожђа, PVC је отпорнији на корозију и оксидацију изазване отпадом из купатила и земљом. Када се полажу под земљу, PVC цеви су такође отпорне на корозију околног тла (као што је приказано у одељку о HVAC цевима). PVC цеви које се користе у дренажном систему подлежу истим ограничењима као и HVAC хидраулични систем, са максималном радном температуром од 140°F (60°C). Ова температура је додатно прописана захтевима Јединственог кодекса за цевоводе и Међународног кодекса за цевоводе, који прописују да свако испуштање у рецепторе отпада мора бити испод 140°F (60°C).
Члан 810.1 Јединственог водоинсталатерског кодекса из 2012. године наводи да парне цеви не смеју бити директно повезане са цевоводом или одводним системом, а вода изнад 60°C не сме се испуштати директно у одвод под притиском.
Члан 803.1 Међународног водоводног кодекса из 2012. године наводи да парне цеви не смеју бити повезане са дренажним системом или било којим делом водоводног система, а вода изнад 60°C не сме се испуштати у било који део дренажног система.
Специјални системи цеви повезани су са транспортом нетипичних течности. Ове течности могу бити од цеви за морске акваријуме до цеви за довод хемикалија до система опреме за базене. Водоводни системи за акваријуме нису уобичајени у комерцијалним зградама, али су инсталирани у неким хотелима са удаљеним водоводним системима повезаним са различитим локацијама из централне пумпне станице. Нерђајући челик делује као одговарајући тип цеви за системе морске воде због своје способности да инхибира корозију са другим водоводним системима, али слана вода заправо може да кородира и еродира цеви од нерђајућег челика. За такве примене, пластичне или бакар-никл CPVC морске цеви испуњавају захтеве за корозију; приликом полагања ових цеви у великом комерцијалном објекту, мора се узети у обзир запаљивост цеви. Као што је горе наведено, употреба запаљивих цеви у јужној Невади захтева алтернативну методу како би се показала намера да се поштује релевантни пропис о типу зграде.
Цеви за базен које доводе пречишћену воду за потапање тела садрже разблажену количину хемикалија (могу се користити 12,5% натријум хипохлоритни белило и хлороводонична киселина) како би се одржала специфична pH вредност и хемијска равнотежа, како захтева здравствени одсек. Поред цеви за разблажене хемикалије, избељивач са пуним хлором и друге хемикалије морају се транспортовати из просторија за складиштење расутог материјала и просторија за посебну опрему. CPVC цеви су хемијски отпорне за снабдевање хлором белилом, али цеви са високим садржајем феросилицијума могу се користити као алтернатива хемијским цевима када пролазе кроз незапаљиве типове зграда (нпр. тип 1А). Чврсте су, али крхкије од стандардних цеви од ливеног гвожђа и теже од упоредивих цеви.
Овај чланак разматра само неколико од многих могућности за пројектовање цевоводних система. Оне представљају већину типова инсталираних система у великим комерцијалним зградама, али увек ће постојати изузеци од правила. Општа главна спецификација је непроцењив ресурс у одређивању типа цеви за дати систем и процени одговарајућих критеријума за сваки производ. Стандардне спецификације ће испунити захтеве многих пројеката, али дизајнери и инжењери треба да их прегледају када су у питању високе зграде, високе температуре, опасне хемикалије или промене у законима или надлежностима. Сазнајте више о препорукама и ограничењима за водовод како бисте доносили информисане одлуке о производима инсталираним у вашем пројекту. Наши клијенти нам верују као професионалцима у пројектовању да ћемо њиховим зградама обезбедити одговарајућу величину, добро избалансиране и приступачне дизајне где канали достижу свој очекивани век трајања и никада не доживљавају катастрофалне кварове.
Мет Долан је пројектни инжењер у компанији JBA Consulting Engineers. Његово искуство лежи у пројектовању сложених система грејања, вентилације и климатизације и водоводних система за различите типове зграда, као што су пословне зграде, здравствене установе и угоститељски комплекси, укључујући високе зграде за госте и бројне ресторане.
Да ли имате искуства и знања о темама које се обрађују у овом садржају? Требало би да размислите о доприносу нашем уредничком тиму CFE Media и добијању признања које ви и ваша компанија заслужујете. Кликните овде да бисте започели процес.