2. เข้าใจระบบประปา 3 ประเภท ได้แก่ ระบบปรับอากาศ (ไฮดรอลิก) ระบบประปา (น้ำประปาบ้าน น้ำเสีย และระบบระบายอากาศ) และระบบประปาเคมีและระบบประปาพิเศษ (ระบบน้ำทะเลและสารเคมีอันตราย)
ท่อประปาและระบบประปาพบได้ในส่วนประกอบต่างๆ ของอาคาร หลายคนเคยเห็นท่อดักกลิ่น (P-trap) หรือท่อสารทำความเย็นใต้ซิงค์ที่เชื่อมต่อกับระบบปรับอากาศแบบแยกส่วน แต่มีน้อยคนที่จะได้เห็นท่อประปาหลักในระบบส่วนกลางหรือระบบทำความสะอาดสารเคมีในห้องอุปกรณ์สระว่ายน้ำ การใช้งานแต่ละอย่างเหล่านี้ต้องการท่อชนิดเฉพาะที่ตรงตามข้อกำหนด ข้อจำกัดทางกายภาพ มาตรฐาน และแนวทางการออกแบบที่ดีที่สุด
ไม่มีระบบประปาแบบใดที่เหมาะกับทุกการใช้งาน ระบบเหล่านี้จะตรงตามข้อกำหนดทางกายภาพและข้อกำหนดทางกฎหมายทั้งหมด หากมีการออกแบบตามเกณฑ์ที่กำหนด และมีการสอบถามเจ้าของและผู้ใช้งานอย่างถูกต้อง นอกจากนี้ ระบบเหล่านี้ยังสามารถควบคุมต้นทุนและระยะเวลาดำเนินการให้เหมาะสม เพื่อสร้างระบบอาคารที่ประสบความสำเร็จได้
ท่อส่งอากาศของระบบปรับอากาศ (HVAC) บรรจุของเหลว ความดัน และอุณหภูมิที่แตกต่างกันมากมาย ท่ออาจอยู่เหนือหรือใต้ระดับพื้นดิน และวิ่งผ่านภายในหรือภายนอกอาคาร ปัจจัยเหล่านี้ต้องนำมาพิจารณาเมื่อกำหนดรายละเอียดของท่อ HVAC ในโครงการ คำว่า "วัฏจักรไฮโดรไดนามิก" หมายถึงการใช้น้ำเป็นตัวกลางในการถ่ายเทความร้อนสำหรับการทำความเย็นและการทำความร้อน ในแต่ละการใช้งาน น้ำจะถูกส่งมาในอัตราการไหลและอุณหภูมิที่กำหนด การถ่ายเทความร้อนทั่วไปในห้องจะทำโดยใช้ขดลวดอากาศสู่น้ำที่ออกแบบมาเพื่อส่งน้ำกลับที่อุณหภูมิที่กำหนดไว้ ซึ่งนำไปสู่การถ่ายเทหรือดึงความร้อนออกจากพื้นที่ในปริมาณหนึ่ง การหมุนเวียนน้ำเพื่อการทำความเย็นและการทำความร้อนเป็นระบบหลักที่ใช้สำหรับการปรับอากาศในอาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่
สำหรับอาคารสูงไม่มากส่วนใหญ่ แรงดันใช้งานของระบบที่คาดหวังโดยทั่วไปจะน้อยกว่า 150 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psig) ระบบไฮดรอลิก (น้ำเย็นและน้ำร้อน) เป็นระบบวงจรปิด ซึ่งหมายความว่าแรงดันรวมของปั๊มจะคำนึงถึงการสูญเสียจากแรงเสียดทานในระบบท่อ ขดลวด วาล์ว และอุปกรณ์เสริมที่เกี่ยวข้อง ความสูงคงที่ของระบบไม่มีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊ม แต่มีผลต่อแรงดันใช้งานที่ต้องการของระบบ เครื่องทำความเย็น หม้อไอน้ำ ปั๊ม ท่อ และอุปกรณ์เสริมต่างๆ ได้รับการจัดอันดับแรงดันใช้งานที่ 150 psi ซึ่งเป็นมาตรฐานทั่วไปสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนต่างๆ ควรคงระดับแรงดันนี้ไว้ในการออกแบบระบบเท่าที่จะเป็นไปได้ อาคารหลายแห่งที่ถือว่าเป็นอาคารสูงไม่มากหรือปานกลางจัดอยู่ในประเภทแรงดันใช้งาน 150 psi
ในการออกแบบอาคารสูง การรักษาระบบท่อและอุปกรณ์ให้มีแรงดันต่ำกว่ามาตรฐาน 150 psi นั้นยากขึ้นเรื่อยๆ แรงดันสถิตที่ระดับสูงกว่าประมาณ 350 ฟุต (โดยไม่เพิ่มแรงดันจากปั๊มเข้าไปในระบบ) จะเกินพิกัดแรงดันใช้งานมาตรฐานของระบบเหล่านี้ (1 psi = แรงดัน 2.31 ฟุต) ระบบจึงอาจต้องใช้ตัวแยกแรงดัน (ในรูปของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) เพื่อแยกความต้องการแรงดันสูงของคอลัมน์ออกจากท่อและอุปกรณ์อื่นๆ ที่เชื่อมต่ออยู่ การออกแบบระบบนี้จะช่วยให้สามารถออกแบบและติดตั้งเครื่องทำความเย็นแรงดันมาตรฐานได้ รวมถึงการระบุท่อและอุปกรณ์เสริมที่มีแรงดันสูงขึ้นในหอทำความเย็นได้ด้วย
ในการกำหนดระบบท่อสำหรับโครงการขนาดใหญ่ในวิทยาเขต ผู้ออกแบบ/วิศวกรต้องระบุหอคอยและระบบท่อที่ต้องการสำหรับฐานอาคารอย่างรอบคอบ โดยคำนึงถึงข้อกำหนดเฉพาะของแต่ละส่วน (หรือข้อกำหนดโดยรวมหากไม่ได้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อแยกโซนความดัน)
อีกองค์ประกอบหนึ่งของระบบปิดคือการทำน้ำให้บริสุทธิ์และการกำจัดออกซิเจนออกจากน้ำ ระบบไฮดรอลิกส่วนใหญ่ติดตั้งระบบบำบัดน้ำซึ่งประกอบด้วยสารเคมีและสารยับยั้งต่างๆ เพื่อรักษาระดับ pH ของน้ำให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม (ประมาณ 9.0) และระดับจุลินทรีย์ที่เหมาะสมเพื่อต่อต้านการก่อตัวของไบโอฟิล์มและการกัดกร่อนในท่อ การรักษาระดับน้ำในระบบให้คงที่และกำจัดอากาศออกจะช่วยยืดอายุการใช้งานของท่อ ปั๊ม คอยล์ และวาล์วที่เกี่ยวข้อง อากาศที่ติดอยู่ในท่ออาจทำให้เกิดการเกิดโพรงอากาศในปั๊มน้ำหล่อเย็นและน้ำร้อน และลดการถ่ายเทความร้อนในเครื่องทำความเย็น หม้อไอน้ำ หรือคอยล์หมุนเวียน
ทองแดง: ท่อทองแดงแบบดึงและชุบแข็งชนิด L, B, K, M หรือ C ตามมาตรฐาน ASTM B88 และ B88M ร่วมกับข้อต่อทองแดงดัดขึ้นรูปตามมาตรฐาน ASME B16.22 และข้อต่อที่มีตะกั่วบัดกรีแบบไร้สารตะกั่วหรือตะกั่วบัดกรีสำหรับงานใต้ดิน
ท่อเหล็กชุบแข็ง ชนิด L, B, K (โดยทั่วไปใช้เฉพาะใต้ดิน) หรือ A ตามมาตรฐาน ASTM B88 และ B88M พร้อมข้อต่อทองแดงดัดขึ้นรูปตามมาตรฐาน ASME B16.22 และข้อต่อที่เชื่อมต่อด้วยการบัดกรีแบบไร้สารตะกั่วหรือการบัดกรีเหนือพื้นดิน ท่อนี้ยังสามารถใช้ข้อต่อแบบปิดผนึกได้ด้วย
ท่อทองแดงชนิด K เป็นท่อที่มีความหนาที่สุด ให้แรงดันใช้งาน 1534 psi/นิ้ว ที่อุณหภูมิ 100 องศาฟาเรนไฮต์ สำหรับขนาด ½ นิ้ว รุ่น L และ M มีแรงดันใช้งานต่ำกว่ารุ่น K แต่ก็ยังเหมาะสำหรับงานระบบปรับอากาศ (แรงดันอยู่ในช่วง 1242 psi ที่ 100 องศาฟาเรนไฮต์ สำหรับขนาด 12 นิ้ว และ 435 psi/นิ้ว และ 395 psi/นิ้ว) ค่าเหล่านี้ได้มาจากตารางที่ 3a, 3b และ 3c ของคู่มือท่อทองแดงที่จัดพิมพ์โดยสมาคมพัฒนาทองแดง
แรงดันใช้งานเหล่านี้ใช้สำหรับท่อตรง ซึ่งโดยปกติแล้วไม่ใช่ท่อที่มีแรงดันจำกัดในระบบ ข้อต่อและการเชื่อมต่อระหว่างท่อสองท่อนมีแนวโน้มที่จะรั่วหรือเสียหายได้ง่ายกว่าภายใต้แรงดันใช้งานของระบบบางประเภท ประเภทของการเชื่อมต่อทั่วไปสำหรับท่อทองแดง ได้แก่ การเชื่อม การบัดกรี หรือการซีลด้วยแรงดัน การเชื่อมต่อประเภทเหล่านี้ต้องทำจากวัสดุปลอดสารตะกั่วและต้องได้รับการจัดอันดับให้เหมาะสมกับแรงดันที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในระบบ
การเชื่อมต่อแต่ละประเภทสามารถรักษาระบบที่ไม่รั่วซึมได้เมื่อข้อต่อได้รับการปิดผนึกอย่างถูกต้อง แต่ระบบเหล่านี้จะตอบสนองแตกต่างกันเมื่อข้อต่อไม่ได้รับการปิดผนึกหรืออัดแน่นอย่างสมบูรณ์ การบัดกรีและข้อต่อแบบบัดกรีมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวและรั่วซึมได้ง่ายกว่าเมื่อระบบถูกเติมและทดสอบครั้งแรก และอาคารยังไม่ได้ใช้งาน ในกรณีนี้ ผู้รับเหมาและผู้ตรวจสอบสามารถระบุจุดที่ข้อต่อรั่วซึมได้อย่างรวดเร็วและแก้ไขปัญหาก่อนที่ระบบจะใช้งานได้อย่างเต็มที่และทำให้ผู้โดยสารและส่วนตกแต่งภายในเสียหาย สิ่งนี้สามารถทำซ้ำได้กับข้อต่อที่กันรั่วซึมได้เช่นกัน หากมีการระบุวงแหวนหรือชุดตรวจจับการรั่วซึม หากคุณไม่กดลงจนสุดเพื่อระบุบริเวณที่มีปัญหา น้ำอาจรั่วออกจากข้อต่อได้เช่นเดียวกับการบัดกรีหรือข้อต่อแบบบัดกรี หากไม่ได้ระบุข้อต่อที่กันรั่วซึมไว้ในการออกแบบ บางครั้งข้อต่อเหล่านี้จะยังคงอยู่ภายใต้แรงดันในระหว่างการทดสอบการก่อสร้างและอาจล้มเหลวหลังจากใช้งานไปได้ระยะหนึ่ง ส่งผลให้เกิดความเสียหายมากขึ้นต่อพื้นที่ใช้งานและอาจทำให้ผู้ใช้งานได้รับบาดเจ็บ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากท่อที่ร้อนจัดไหลผ่านท่อเหล่านั้น
คำแนะนำเกี่ยวกับการเลือกขนาดท่อทองแดงนั้นอิงตามข้อกำหนดของกฎระเบียบ คำแนะนำของผู้ผลิต และแนวปฏิบัติที่ดีที่สุด สำหรับการใช้งานน้ำเย็น (อุณหภูมิน้ำที่จ่ายโดยทั่วไปอยู่ที่ 42 ถึง 45 องศาฟาเรนไฮต์) ความเร็วที่แนะนำสำหรับระบบท่อทองแดงคือ 8 ฟุตต่อวินาที เพื่อลดเสียงรบกวนของระบบและลดโอกาสการสึกกร่อน/การกัดกร่อน สำหรับระบบน้ำร้อน (โดยทั่วไปอยู่ที่ 140 ถึง 180 องศาฟาเรนไฮต์สำหรับการทำความร้อนในพื้นที่ และสูงถึง 205 องศาฟาเรนไฮต์สำหรับการผลิตน้ำร้อนในครัวเรือนในระบบไฮบริด) ความเร็วที่แนะนำสำหรับท่อทองแดงจะน้อยกว่ามาก คู่มือท่อทองแดงระบุความเร็วเหล่านี้ไว้ที่ 2 ถึง 3 ฟุตต่อวินาที เมื่ออุณหภูมิน้ำที่จ่ายสูงกว่า 140 องศาฟาเรนไฮต์
ท่อทองแดงมักมีขนาดจำกัด สูงสุดไม่เกิน 12 นิ้ว ซึ่งจำกัดการใช้งานทองแดงในระบบสาธารณูปโภคหลักของวิทยาเขต เนื่องจากแบบอาคารเหล่านี้มักต้องการท่อที่มีขนาดใหญ่กว่า 12 นิ้ว จากโรงบำบัดกลางไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เกี่ยวข้อง ท่อทองแดงมักใช้ในระบบไฮดรอลิกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 นิ้วหรือน้อยกว่า สำหรับขนาดที่ใหญ่กว่า 3 นิ้ว มักใช้ท่อเหล็กแบบมีร่องมากกว่า เนื่องจากความแตกต่างด้านต้นทุนระหว่างเหล็กและทองแดง ความแตกต่างด้านแรงงานสำหรับท่อลูกฟูกเทียบกับท่อเชื่อมหรือท่อบัดกรี (ข้อต่อแรงดันไม่ได้รับอนุญาตหรือแนะนำโดยเจ้าของหรือวิศวกร) และความเร็วและอุณหภูมิของน้ำที่แนะนำภายในท่อของวัสดุแต่ละชนิด
เหล็กกล้า: ท่อเหล็กดำหรือเหล็กชุบสังกะสีตามมาตรฐาน ASTM A 53/A 53M พร้อมข้อต่อเหล็กหล่อเหนียว (ASME B16.3) หรือเหล็กดัด (ASTM A 234/A 234M) และข้อต่อเหล็กหล่อเหนียว (ASME B16.39) หน้าแปลน ข้อต่อ และการเชื่อมต่อระดับ 150 และ 300 มีให้เลือกทั้งแบบเกลียวหรือแบบหน้าแปลน ท่อสามารถเชื่อมด้วยลวดเชื่อมตามมาตรฐาน AWS D10.12/D10.12M ได้
เป็นไปตามมาตรฐาน ASTM A 536 Class 65-45-12 เหล็กดัด, ASTM A 47/A 47M Class 32510 เหล็กดัด และ ASTM A 53/A 53M Class F, E หรือ S Grade B เหล็กประกอบ หรือ ASTM A106 เหล็กเกรด B มีร่องหรือหูสำหรับยึดกับข้อต่อปลายที่มีร่อง
ดังที่กล่าวมาข้างต้น ท่อเหล็กมักใช้สำหรับท่อขนาดใหญ่ในระบบไฮดรอลิก ระบบประเภทนี้รองรับแรงดัน อุณหภูมิ และขนาดที่หลากหลาย เพื่อตอบสนองความต้องการของระบบน้ำเย็นและน้ำร้อน การกำหนดระดับชั้นสำหรับหน้าแปลน ข้อต่อ และส่วนประกอบต่างๆ หมายถึงแรงดันใช้งานของไอน้ำอิ่มตัวในหน่วย psi/นิ้ว ของชิ้นส่วนนั้นๆ ข้อต่อ Class 150 ออกแบบมาให้ใช้งานที่แรงดันใช้งาน 150 psi/นิ้ว ที่ 366 องศาฟาเรนไฮต์ ในขณะที่ข้อต่อ Class 300 ให้แรงดันใช้งาน 300 psi/นิ้ว ที่ 550 องศาฟาเรนไฮต์ ข้อต่อ Class 150 ให้แรงดันน้ำใช้งานมากกว่า 300 psi/นิ้ว ที่ 150 องศาฟาเรนไฮต์ และข้อต่อ Class 300 ให้แรงดันน้ำใช้งานได้สูงถึง 2,000 psi/นิ้ว ที่ 150 องศาฟาเรนไฮต์ นอกจากนี้ยังมีข้อต่อยี่ห้ออื่นๆ สำหรับท่อประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น สำหรับหน้าแปลนท่อเหล็กหล่อและข้อต่อหน้าแปลน ASME 16.1 สามารถใช้เกรด 125 หรือ 250 ได้
ระบบท่อและข้อต่อแบบมีร่องใช้ร่องที่ตัดหรือขึ้นรูปที่ปลายท่อ ข้อต่อ วาล์ว ฯลฯ เพื่อเชื่อมต่อระหว่างท่อหรือข้อต่อแต่ละท่อนด้วยระบบเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นหรือแบบแข็ง ข้อต่อเหล่านี้ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ยึดด้วยสลักเกลียวสองชิ้นขึ้นไป และมีแหวนรองอยู่ในรูข้อต่อ ระบบเหล่านี้มีให้เลือกใช้ในแบบหน้าแปลนคลาส 150 และ 300 และวัสดุปะเก็น EPDM และสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิของของเหลวตั้งแต่ 230 ถึง 250 องศาฟาเรนไฮต์ (ขึ้นอยู่กับขนาดท่อ) ข้อมูลเกี่ยวกับท่อแบบมีร่องนำมาจากคู่มือและเอกสารของ Victaulic
ท่อเหล็ก Schedule 40 และ 80 สามารถใช้งานได้ในระบบปรับอากาศ (HVAC) ข้อกำหนดของท่อจะอ้างอิงถึงความหนาของผนังท่อ ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามหมายเลขข้อกำหนด เมื่อความหนาของผนังท่อเพิ่มขึ้น แรงดันใช้งานที่อนุญาตของท่อตรงก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ท่อ Schedule 40 สามารถรับแรงดันใช้งานได้ 1694 psi สำหรับท่อขนาด ½ นิ้ว และ 696 psi/นิ้ว สำหรับท่อขนาด 12 นิ้ว (-20 ถึง 650 องศาฟาเรนไฮต์) แรงดันใช้งานที่อนุญาตสำหรับท่อ Schedule 80 คือ 3036 psi/นิ้ว (½ นิ้ว) และ 1305 psi/นิ้ว (12 นิ้ว) (ทั้งสองแบบ -20 ถึง 650 องศาฟาเรนไฮต์) ค่าเหล่านี้ได้มาจากส่วนข้อมูลทางวิศวกรรมของ Watson McDaniel
พลาสติก: ท่อพลาสติก CPVC, ข้อต่อซ็อกเก็ตตามข้อกำหนด 40 และข้อกำหนด 80 ตามมาตรฐาน ASTM F 441/F 441M (ASTM F 438 ตามข้อกำหนด 40 และ ASTM F 439 ตามข้อกำหนด 80) และกาวตัวทำละลาย (ASTM F493)
ท่อพลาสติก PVC, ข้อต่อแบบซ็อกเก็ตตามมาตรฐาน ASTM D 1785 ตารางที่ 40 และตารางที่ 80 (ASM D 2466 ตารางที่ 40 และ ASTM D 2467 ตารางที่ 80) และกาวตัวทำละลาย (ASTM D 2564) รวมถึงไพรเมอร์ตามมาตรฐาน ASTM F 656
ท่อ CPVC และ PVC เหมาะสำหรับระบบไฮดรอลิกใต้ดิน แม้ว่าจะต้องใช้ความระมัดระวังในการติดตั้งท่อเหล่านี้ในโครงการก็ตาม ท่อพลาสติกมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบท่อระบายน้ำและท่อระบายอากาศ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมใต้ดินที่ท่อเปลือยสัมผัสกับดินโดยรอบโดยตรง ในขณะเดียวกัน ความต้านทานการกัดกร่อนของท่อ CPVC และ PVC ก็เป็นข้อดีเนื่องจากดินบางชนิดมีฤทธิ์กัดกร่อน ท่อไฮดรอลิกมักจะหุ้มฉนวนและหุ้มด้วยปลอก PVC ป้องกันที่ทำหน้าที่เป็นตัวกันระหว่างท่อโลหะกับดินโดยรอบ ท่อพลาสติกสามารถใช้ในระบบน้ำเย็นขนาดเล็กที่คาดว่าจะมีความดันต่ำ ความดันใช้งานสูงสุดสำหรับท่อ PVC เกิน 150 psi สำหรับท่อทุกขนาดไม่เกิน 8 นิ้ว แต่ใช้ได้เฉพาะที่อุณหภูมิ 73 องศาฟาเรนไฮต์หรือต่ำกว่าเท่านั้น อุณหภูมิใดๆ ที่สูงกว่า 73 องศาฟาเรนไฮต์จะลดความดันใช้งานในระบบท่อลงเหลือ 140 องศาฟาเรนไฮต์ ค่าตัวประกอบการลดกำลัง (derating factor) คือ 0.22 ที่อุณหภูมินี้ และ 1.0 ที่ 73 องศาฟาเรนไฮต์ อุณหภูมิใช้งานสูงสุดที่ 140 องศาฟาเรนไฮต์ สำหรับท่อ PVC แบบ Schedule 40 และ Schedule 80 ท่อ CPVC สามารถทนต่อช่วงอุณหภูมิใช้งานที่กว้างกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงสุด 200 องศาฟาเรนไฮต์ (โดยมีค่าตัวประกอบการลดกำลัง 0.2) แต่มีระดับความดันเท่ากับ PVC ทำให้สามารถใช้ในระบบทำความเย็นใต้ดินที่มีความดันมาตรฐานได้ สำหรับระบบน้ำร้อนที่รักษาอุณหภูมิน้ำสูงถึง 180 หรือ 205 องศาฟาเรนไฮต์ ไม่แนะนำให้ใช้ท่อ PVC หรือ CPVC ข้อมูลทั้งหมดนำมาจากข้อกำหนดของท่อ PVC และท่อ CPVC ของ Harvel
ท่อส่งของเหลว ของแข็ง และก๊าซต่างๆ มากมาย ทั้งของเหลวที่ดื่มได้และดื่มไม่ได้ต่างก็ไหลผ่านระบบเหล่านี้ เนื่องจากมีของเหลวหลากหลายชนิดที่ไหลผ่านระบบประปา ท่อเหล่านี้จึงถูกแบ่งออกเป็นท่อน้ำประปาภายในบ้าน หรือท่อระบายน้ำและระบายอากาศ
ระบบน้ำประปาภายในบ้าน: ท่อทองแดงอ่อน ตามมาตรฐาน ASTM B88 ชนิด K และ L, ASTM B88M ชนิด A และ B พร้อมข้อต่อทองแดงรับแรงดัน (ASME B16.22)
ท่อทองแดงแข็ง ASTM B88 ประเภท L และ M, ASTM B88M ประเภท B และ C พร้อมข้อต่อเชื่อมทองแดงหล่อ (ASME B16.18), ข้อต่อเชื่อมทองแดงดัดขึ้นรูป (ASME B16.22), หน้าแปลนบรอนซ์ (ASME B16.24) และข้อต่อทองแดง (MCS SP-123) ท่อนี้ยังสามารถใช้กับข้อต่อแบบปิดผนึกได้ด้วย
ประเภทของท่อทองแดงและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องนำมาจากมาตรา 22 11 16 ของ MasterSpec การออกแบบท่อทองแดงสำหรับระบบจ่ายน้ำประปาในครัวเรือนนั้นถูกจำกัดด้วยข้อกำหนดอัตราการไหลสูงสุด ซึ่งระบุไว้ในข้อกำหนดของท่อส่งดังต่อไปนี้:
มาตรา 610.12.1 ของมาตรฐานการประปาปี 2012 ระบุว่า: ความเร็วสูงสุดในระบบท่อและข้อต่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงต้องไม่เกิน 8 ฟุตต่อวินาทีในน้ำเย็น และ 5 ฟุตต่อวินาทีในน้ำร้อน ค่าเหล่านี้ยังถูกกล่าวซ้ำในคู่มือท่อทองแดง ซึ่งใช้ค่าเหล่านี้เป็นความเร็วสูงสุดที่แนะนำสำหรับระบบประเภทนี้
ท่อสแตนเลสชนิด 316 ตามมาตรฐาน ASTM A403 และข้อต่อที่คล้ายกัน โดยใช้ข้อต่อแบบเชื่อมหรือแบบเกลียว สำหรับท่อน้ำประปาขนาดใหญ่ภายในบ้าน และใช้ทดแทนท่อทองแดงได้โดยตรง เนื่องจากราคาทองแดงที่สูงขึ้น ท่อสแตนเลสจึงเป็นที่นิยมมากขึ้นในระบบน้ำประปาภายในบ้าน ประเภทของท่อและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องมาจาก Veterans Administration (VA) MasterSpec Section 22 11 00
นวัตกรรมใหม่ที่จะนำมาใช้และบังคับใช้ในปี 2014 คือ พระราชบัญญัติความเป็นผู้นำด้านน้ำดื่มของรัฐบาลกลาง (Federal Drinking Water Leadership Act) นี่คือการบังคับใช้กฎหมายของรัฐบาลกลางต่อกฎหมายปัจจุบันในรัฐแคลิฟอร์เนียและเวอร์มอนต์เกี่ยวกับการมีปริมาณตะกั่วในแหล่งน้ำของท่อ วาล์ว หรือข้อต่อใดๆ ที่ใช้ในระบบน้ำประปาภายในบ้าน กฎหมายระบุว่า พื้นผิวที่สัมผัสกับน้ำทั้งหมดของท่อ ข้อต่อ และอุปกรณ์ต่างๆ ต้อง “ปราศจากตะกั่ว” ซึ่งหมายความว่าปริมาณตะกั่วสูงสุด “ต้องไม่เกินค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก 0.25% (ตะกั่ว)” นี่จึงกำหนดให้ผู้ผลิตต้องผลิตผลิตภัณฑ์หล่อที่ปราศจากตะกั่วเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทางกฎหมายใหม่ รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถดูได้จาก UL ในแนวทางปฏิบัติเกี่ยวกับตะกั่วในส่วนประกอบน้ำดื่ม (Guidelines for Lead in Drinking Water Components)
ระบบระบายน้ำและระบายอากาศ: ท่อระบายน้ำและข้อต่อเหล็กหล่อแบบไม่มีปลอกหุ้มที่ได้มาตรฐาน ASTM A 888 หรือ Cast Iron Sewer Piping Institute (CISPI) 301 ข้อต่อ Sovent ที่ได้มาตรฐาน ASME B16.45 หรือ ASSE 1043 สามารถใช้กับระบบแบบไม่มีตัวกั้นได้
ท่อระบายน้ำเหล็กหล่อและข้อต่อหน้าแปลนต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM A 74, ปะเก็นยาง (ASTM C 564) และสารกันรั่วที่ทำจากตะกั่วบริสุทธิ์และเส้นใยโอ๊คหรือป่าน (ASTM B29)
ท่อทั้งสองประเภทสามารถใช้ในอาคารได้ แต่ท่อและข้อต่อแบบไร้ท่อเป็นที่นิยมใช้มากกว่าในอาคารพาณิชย์ที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน ท่อเหล็กหล่อพร้อมข้อต่อแบบไร้ปลั๊ก CISPI ช่วยให้ติดตั้งได้อย่างถาวร สามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้าง หรือเข้าถึงได้โดยการถอดแคลมป์รัดท่อ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพของท่อโลหะ ซึ่งช่วยลดเสียงแตกในกระแสน้ำเสียที่ไหลผ่านท่อ ข้อเสียของท่อประปาเหล็กหล่อคือ ท่อประปาจะเสื่อมสภาพเนื่องจากของเสียที่เป็นกรดซึ่งพบได้ทั่วไปในห้องน้ำ
ท่อและข้อต่อสแตนเลส ASME A112.3.1 ที่มีปลายบานและปลายบาน สามารถใช้แทนท่อเหล็กหล่อสำหรับระบบระบายน้ำคุณภาพสูงได้ นอกจากนี้ ยังใช้ท่อประปาสแตนเลสในส่วนแรกของระบบประปา ซึ่งเชื่อมต่อกับอ่างล้างพื้นสำหรับระบายน้ำเครื่องดื่มอัดลม เพื่อลดความเสียหายจากการกัดกร่อน
ท่อพีวีซีแข็งตามมาตรฐาน ASTM D 2665 (สำหรับระบายน้ำ ผันน้ำ และระบายอากาศ) และท่อพีวีซีรังผึ้งตามมาตรฐาน ASTM F 891 (ภาคผนวก 40) ข้อต่อแบบบาน (ASTM D 2665 ถึง ASTM D 3311 สำหรับระบายน้ำเสียและระบายอากาศ) เหมาะสำหรับท่อ Schedule 40 ไพรเมอร์กาว (ASTM F 656) และกาวตัวทำละลาย (ASTM D 2564) ท่อพีวีซีสามารถพบได้ทั้งบนและใต้ดินในอาคารพาณิชย์ แม้ว่าจะพบได้บ่อยกว่าใต้ดินเนื่องจากปัญหาท่อแตกและข้อกำหนดพิเศษ
ในเขตอำนาจศาลด้านการก่อสร้างของรัฐเนวาดาตอนใต้ การแก้ไขประมวลกฎหมายอาคารระหว่างประเทศ (IBC) ปี 2009 ระบุไว้ดังนี้:
603.1.2.1 อุปกรณ์ อนุญาตให้ติดตั้งท่อส่งที่ติดไฟได้ในห้องเครื่องยนต์ โดยต้องอยู่ภายในโครงสร้างที่ทนไฟได้ 2 ชั่วโมง และได้รับการป้องกันอย่างเต็มที่ด้วยระบบสปริงเกลอร์อัตโนมัติ ท่อส่งที่ติดไฟได้อาจต่อจากห้องอุปกรณ์ไปยังห้องอื่นๆ ได้ โดยต้องหุ้มด้วยโครงสร้างที่ทนไฟได้ 2 ชั่วโมงแบบพิเศษที่ได้รับการอนุมัติ เมื่อท่อส่งที่ติดไฟได้ดังกล่าวผ่านผนังกันไฟและ/หรือพื้น/เพดาน จะต้องระบุวัสดุท่อที่ใช้ให้เหมาะสม โดยมีเกรด F และ T ไม่ต่ำกว่าค่าความทนไฟที่กำหนดสำหรับช่องทะลุ ท่อที่ติดไฟได้ต้องไม่ทะลุผ่านมากกว่าหนึ่งชั้น
ข้อกำหนดนี้กำหนดให้ท่อที่ติดไฟได้ทั้งหมด (ไม่ว่าจะเป็นพลาสติกหรือวัสดุอื่น) ที่อยู่ในอาคารประเภท 1A ตามที่กำหนดโดย IBC ต้องหุ้มด้วยโครงสร้างที่ทนไฟได้ 2 ชั่วโมง การใช้ท่อ PVC ในระบบระบายน้ำมีข้อดีหลายประการ เมื่อเทียบกับท่อเหล็กหล่อ ท่อ PVC ทนต่อการกัดกร่อนและการออกซิเดชันที่เกิดจากของเสียในห้องน้ำและดินได้ดีกว่า เมื่อวางใต้ดิน ท่อ PVC ยังทนต่อการกัดกร่อนของดินโดยรอบได้อีกด้วย (ดังแสดงในส่วนท่อของระบบปรับอากาศ) ท่อ PVC ที่ใช้ในระบบระบายน้ำอยู่ภายใต้ข้อจำกัดเดียวกันกับระบบไฮดรอลิกของระบบปรับอากาศ โดยมีอุณหภูมิใช้งานสูงสุดที่ 140 องศาฟาเรนไฮต์ อุณหภูมินี้ยังถูกกำหนดเพิ่มเติมโดยข้อกำหนดของ Uniform Piping Code และ International Piping Code ซึ่งระบุว่าการระบายลงสู่ที่รองรับของเสียจะต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่า 140 องศาฟาเรนไฮต์
มาตรา 810.1 ของประมวลกฎหมายประปาฉบับมาตรฐานปี 2012 ระบุว่า ท่อไอน้ำต้องไม่เชื่อมต่อโดยตรงกับระบบท่อหรือระบบระบายน้ำ และน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 140 องศาฟาเรนไฮต์ (60 องศาเซลเซียส) ต้องไม่ระบายลงท่อระบายน้ำที่มีแรงดันโดยตรง
มาตรา 803.1 ของประมวลกฎหมายประปาสากลปี 2012 ระบุว่า ท่อไอน้ำต้องไม่เชื่อมต่อกับระบบระบายน้ำหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบประปา และน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 140 องศาฟาเรนไฮต์ (60 องศาเซลเซียส) ต้องไม่ถูกปล่อยลงสู่ส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบระบายน้ำ
ระบบท่อพิเศษเกี่ยวข้องกับการขนส่งของเหลวที่ไม่ปกติ ของเหลวเหล่านี้มีตั้งแต่ท่อสำหรับตู้ปลาทะเลไปจนถึงท่อสำหรับจ่ายสารเคมีให้กับระบบอุปกรณ์สระว่ายน้ำ ระบบท่อน้ำสำหรับตู้ปลาไม่ค่อยพบในอาคารพาณิชย์ แต่มีการติดตั้งในโรงแรมบางแห่งที่มีระบบท่อน้ำระยะไกลเชื่อมต่อกับสถานที่ต่างๆ จากห้องปั๊มกลาง สแตนเลสดูเหมือนจะเป็นท่อที่เหมาะสมสำหรับระบบน้ำทะเลเนื่องจากความสามารถในการยับยั้งการกัดกร่อนในระบบน้ำอื่นๆ แต่จริงๆ แล้วน้ำเค็มสามารถกัดกร่อนและทำให้ท่อสแตนเลสสึกกร่อนได้ สำหรับงานดังกล่าว ท่อพลาสติกหรือท่อ CPVC ทองแดง-นิกเกิลสำหรับใช้ในทะเลจะตรงตามข้อกำหนดด้านการกัดกร่อน เมื่อวางท่อเหล่านี้ในอาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่ ต้องพิจารณาถึงความไวไฟของท่อด้วย ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การใช้ท่อที่ติดไฟได้ในเนวาดาตอนใต้จำเป็นต้องขอวิธีการอื่นเพื่อแสดงเจตนาที่จะปฏิบัติตามรหัสประเภทอาคารที่เกี่ยวข้อง
ท่อน้ำสำหรับสระว่ายน้ำที่จ่ายน้ำบริสุทธิ์สำหรับแช่ตัวนั้นประกอบด้วยสารเคมีเจือจาง (อาจใช้สารฟอกขาวโซเดียมไฮโปคลอไรต์ 12.5% ​​และกรดไฮโดรคลอริก) เพื่อรักษาระดับ pH และสมดุลทางเคมีตามที่หน่วยงานสาธารณสุขกำหนด นอกจากท่อที่มีสารเคมีเจือจางแล้ว ยังต้องขนส่งสารฟอกขาวคลอรีนเข้มข้นและสารเคมีอื่นๆ จากพื้นที่จัดเก็บวัสดุขนาดใหญ่และห้องอุปกรณ์พิเศษ ท่อ CPVC ทนต่อสารเคมีสำหรับการจ่ายสารฟอกขาวคลอรีน แต่สามารถใช้ท่อเฟอร์โรซิลิคอนสูงเป็นทางเลือกแทนท่อสารเคมีได้เมื่อผ่านอาคารประเภทที่ไม่ติดไฟ (เช่น ประเภท 1A) ท่อชนิดนี้แข็งแรงแต่เปราะกว่าท่อเหล็กหล่อมาตรฐานและหนักกว่าท่อที่เทียบเคียงกันได้
บทความนี้กล่าวถึงเพียงตัวอย่างเล็กน้อยจากความเป็นไปได้มากมายในการออกแบบระบบท่อ ซึ่งเป็นตัวแทนของระบบที่ติดตั้งในอาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ แต่ก็จะมีข้อยกเว้นอยู่เสมอ ข้อกำหนดหลักโดยรวมเป็นแหล่งข้อมูลที่มีค่าอย่างยิ่งในการกำหนดประเภทของท่อสำหรับระบบที่กำหนด และประเมินเกณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับแต่ละผลิตภัณฑ์ ข้อกำหนดมาตรฐานจะตอบสนองความต้องการของโครงการจำนวนมาก แต่ผู้ออกแบบและวิศวกรควรตรวจสอบข้อกำหนดเหล่านั้นเมื่อเกี่ยวข้องกับอาคารสูง อุณหภูมิสูง สารเคมีอันตราย หรือการเปลี่ยนแปลงในกฎหมายหรือเขตอำนาจศาล เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคำแนะนำและข้อจำกัดด้านระบบประปาเพื่อประกอบการตัดสินใจอย่างรอบรู้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่ติดตั้งในโครงการของคุณ ลูกค้าไว้วางใจเราในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบที่จะจัดหาการออกแบบที่เหมาะสม สมดุล และราคาไม่แพงสำหรับอาคารของพวกเขา เพื่อให้ท่อมีอายุการใช้งานตามที่คาดหวังและไม่เกิดความเสียหายร้ายแรง
แมตต์ โดลัน เป็นวิศวกรโครงการที่บริษัท JBA Consulting Engineers ประสบการณ์ของเขาอยู่ที่การออกแบบระบบปรับอากาศและระบบประปาที่ซับซ้อนสำหรับอาคารหลากหลายประเภท เช่น อาคารสำนักงานเชิงพาณิชย์ สถานพยาบาล และโรงแรม รวมถึงอาคารสูงสำหรับแขกและร้านอาหารจำนวนมาก
คุณมีประสบการณ์และความรู้เกี่ยวกับหัวข้อที่กล่าวถึงในเนื้อหานี้หรือไม่? คุณควรพิจารณาเข้าร่วมทีมบรรณาธิการของ CFE Media และรับการยอมรับที่คุณและบริษัทของคุณสมควรได้รับ คลิกที่นี่เพื่อเริ่มต้นกระบวนการ