2. Κατανόηση των τριών τύπων υδραυλικών συστημάτων: HVAC (υδραυλικά), υδραυλικά (οικιακή ύδρευση, αποχέτευση και εξαερισμός) και χημικά και ειδικά υδραυλικά συστήματα (συστήματα θαλασσινού νερού και επικίνδυνες χημικές ουσίες).
Υδραυλικά και υδραυλικά συστήματα υπάρχουν σε πολλά δομικά στοιχεία. Πολλοί άνθρωποι έχουν δει μια παγίδα P ή σωληνώσεις ψυκτικού κάτω από τον νεροχύτη που οδηγούν από και προς ένα σύστημα split. Λίγοι άνθρωποι βλέπουν τις κύριες υδραυλικές εγκαταστάσεις στην κεντρική εγκατάσταση ή το σύστημα χημικού καθαρισμού στο δωμάτιο εξοπλισμού της πισίνας. Κάθε μία από αυτές τις εφαρμογές απαιτεί έναν συγκεκριμένο τύπο σωληνώσεων που πληροί τις προδιαγραφές, τους φυσικούς περιορισμούς, τους κώδικες και τις βέλτιστες πρακτικές σχεδιασμού.
Δεν υπάρχει απλή λύση υδραυλικών εγκαταστάσεων που να ταιριάζει σε όλες τις εφαρμογές. Αυτά τα συστήματα πληρούν όλες τις φυσικές και κωδικοποιητικές απαιτήσεις, εφόσον πληρούνται συγκεκριμένα κριτήρια σχεδιασμού και τίθενται οι σωστές ερωτήσεις στους ιδιοκτήτες και τους χειριστές. Επιπλέον, μπορούν να διατηρήσουν το κατάλληλο κόστος και τους κατάλληλους χρόνους παράδοσης για τη δημιουργία ενός επιτυχημένου κτιριακού συστήματος.
Οι αγωγοί HVAC περιέχουν πολλά διαφορετικά υγρά, πιέσεις και θερμοκρασίες. Ο αγωγός μπορεί να βρίσκεται πάνω ή κάτω από το επίπεδο του εδάφους και να διατρέχει το εσωτερικό ή το εξωτερικό του κτιρίου. Αυτοί οι παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τον καθορισμό των σωληνώσεων HVAC στο έργο. Ο όρος «υδροδυναμικός κύκλος» αναφέρεται στη χρήση νερού ως μέσο μεταφοράς θερμότητας για ψύξη και θέρμανση. Σε κάθε εφαρμογή, το νερό παρέχεται με δεδομένο ρυθμό ροής και θερμοκρασία. Η τυπική μεταφορά θερμότητας σε ένα δωμάτιο γίνεται μέσω ενός πηνίου αέρα-νερού που έχει σχεδιαστεί για να επιστρέφει νερό σε μια καθορισμένη θερμοκρασία. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας μεταφέρεται ή αφαιρείται από τον χώρο. Η κυκλοφορία του νερού ψύξης και θέρμανσης είναι το κύριο σύστημα που χρησιμοποιείται για τον κλιματισμό μεγάλων εμπορικών εγκαταστάσεων.
Για τις περισσότερες εφαρμογές χαμηλών κτιρίων, η αναμενόμενη πίεση λειτουργίας του συστήματος είναι συνήθως μικρότερη από 150 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psig). Το υδραυλικό σύστημα (κρύο και ζεστό νερό) είναι ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος. Αυτό σημαίνει ότι η συνολική δυναμική πίεση της αντλίας λαμβάνει υπόψη τις απώλειες τριβής στο σύστημα σωληνώσεων, τα σχετικά πηνία, τις βαλβίδες και τα αξεσουάρ. Το στατικό ύψος του συστήματος δεν επηρεάζει την απόδοση της αντλίας, αλλά επηρεάζει την απαιτούμενη πίεση λειτουργίας του συστήματος. Τα ψυγεία, οι λέβητες, οι αντλίες, οι σωληνώσεις και τα αξεσουάρ έχουν ονομαστική πίεση λειτουργίας 150 psi, η οποία είναι κοινή για τους κατασκευαστές εξοπλισμού και εξαρτημάτων. Όπου είναι δυνατόν, αυτή η ονομαστική πίεση θα πρέπει να διατηρείται στο σχεδιασμό του συστήματος. Πολλά κτίρια που θεωρούνται χαμηλά ή μεσαία εμπίπτουν στην κατηγορία πίεσης λειτουργίας των 150 psi.
Στο σχεδιασμό πολυώροφων κτιρίων, γίνεται ολοένα και πιο δύσκολο να διατηρηθούν τα συστήματα σωληνώσεων και ο εξοπλισμός κάτω από το πρότυπο των 150 psi. Η στατική πίεση γραμμής πάνω από περίπου 350 πόδια (χωρίς την προσθήκη πίεσης αντλίας στο σύστημα) θα υπερβαίνει την τυπική ονομαστική πίεση λειτουργίας αυτών των συστημάτων (1 psi = 2,31 πόδια ύψος). Το σύστημα πιθανότατα θα χρησιμοποιήσει έναν διακόπτη πίεσης (με τη μορφή εναλλάκτη θερμότητας) για να απομονώσει τις απαιτήσεις υψηλότερης πίεσης της στήλης από τις υπόλοιπες συνδεδεμένες σωληνώσεις και τον εξοπλισμό. Αυτός ο σχεδιασμός συστήματος θα επιτρέψει τον σχεδιασμό και την εγκατάσταση τυπικών ψυκτών πίεσης, καθώς και τον καθορισμό σωληνώσεων και αξεσουάρ υψηλότερης πίεσης στον πύργο ψύξης.
Κατά τον καθορισμό σωληνώσεων για ένα μεγάλο έργο στην πανεπιστημιούπολη, ο σχεδιαστής/μηχανικός πρέπει να προσδιορίζει συνειδητά τον πύργο και τις σωληνώσεις που καθορίζονται για το βάθρο, αντανακλώντας τις ατομικές απαιτήσεις του (ή τις συλλογικές απαιτήσεις εάν δεν χρησιμοποιούνται εναλλάκτες θερμότητας για την απομόνωση της ζώνης πίεσης).
Ένα άλλο στοιχείο ενός κλειστού συστήματος είναι ο καθαρισμός του νερού και η απομάκρυνση τυχόν οξυγόνου από το νερό. Τα περισσότερα υδραυλικά συστήματα είναι εξοπλισμένα με ένα σύστημα επεξεργασίας νερού που αποτελείται από διάφορες χημικές ουσίες και αναστολείς για να διατηρείται η ροή του νερού μέσω των σωλήνων σε βέλτιστο pH (γύρω στο 9,0) και μικροβιακά επίπεδα για την καταπολέμηση των βιοφίλμ των σωλήνων και της διάβρωσης. Η σταθεροποίηση του νερού στο σύστημα και η απομάκρυνση του αέρα βοηθά στην παράταση της διάρκειας ζωής των σωληνώσεων, των σχετικών αντλιών, των σερπαντινών και των βαλβίδων. Οποιοσδήποτε αέρας παγιδευμένος στους σωλήνες μπορεί να προκαλέσει σπηλαίωση στις αντλίες νερού ψύξης και θέρμανσης και να μειώσει τη μεταφορά θερμότητας στο ψυγείο, τον λέβητα ή τα σερπαντινα κυκλοφορίας.
Χαλκός: Σωλήνες τύπου L, B, K, M ή C, ελκυσμένοι και σκληρυμένοι σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM B88 και B88M σε συνδυασμό με εξαρτήματα από σφυρήλατο χαλκό ASME B16.22 και εξαρτήματα με συγκόλληση χωρίς μόλυβδο ή συγκόλληση για υπόγειες εφαρμογές.
Σκληρυμένος σωλήνας, τύπου L, B, K (γενικά χρησιμοποιείται μόνο κάτω από το επίπεδο του εδάφους) ή A σύμφωνα με ASTM B88 και B88M, με σφυρήλατα χάλκινα εξαρτήματα ASME B16.22 και εξαρτήματα που συνδέονται με συγκόλληση χωρίς μόλυβδο ή υπέργεια. Αυτός ο σωλήνας επιτρέπει επίσης τη χρήση σφραγισμένων εξαρτημάτων.
Οι χάλκινοι σωλήνες τύπου Κ είναι οι παχύτεροι σωλήνες που διατίθενται, παρέχοντας πίεση λειτουργίας 1534 psi. ίντσας στους 100 F για ½ ίντσα. Τα μοντέλα L και M έχουν χαμηλότερες πιέσεις λειτουργίας από το K, αλλά εξακολουθούν να είναι κατάλληλα για εφαρμογές HVAC (η πίεση κυμαίνεται από 1242 psi στους 100F έως 12 ίντσες και 435 psi και 395 psi). Αυτές οι τιμές λαμβάνονται από τους Πίνακες 3a, 3b και 3c του Οδηγού Χάλκινων Σωλήνων που δημοσιεύεται από την Ένωση Ανάπτυξης Χαλκού.
Αυτές οι πιέσεις λειτουργίας αφορούν ευθείες διαδρομές σωλήνων, οι οποίες κανονικά δεν είναι διαδρομές του συστήματος με περιορισμένη πίεση. Τα εξαρτήματα και οι συνδέσεις που συνδέουν δύο μήκη σωλήνα είναι πιο πιθανό να παρουσιάσουν διαρροή ή να παρουσιάσουν βλάβη υπό την πίεση λειτουργίας ορισμένων συστημάτων. Τυπικοί τύποι συνδέσεων για χάλκινους σωλήνες είναι η συγκόλληση, η συγκόλληση ή η σφράγιση υπό πίεση. Αυτοί οι τύποι συνδέσεων πρέπει να είναι κατασκευασμένοι από υλικά χωρίς μόλυβδο και να έχουν ονομαστική τιμή για την αναμενόμενη πίεση στο σύστημα.
Κάθε τύπος σύνδεσης είναι ικανός να διατηρεί ένα σύστημα χωρίς διαρροές όταν το εξάρτημα είναι σωστά σφραγισμένο, αλλά αυτά τα συστήματα αντιδρούν διαφορετικά όταν το εξάρτημα δεν είναι πλήρως σφραγισμένο ή σφραγισμένο. Οι κολλήσεις και οι συνδέσεις κολλήσεων είναι πιο πιθανό να παρουσιάσουν βλάβη και διαρροή όταν το σύστημα γεμίζεται και δοκιμάζεται για πρώτη φορά και το κτίριο δεν είναι ακόμη κατειλημμένο. Σε αυτήν την περίπτωση, οι εργολάβοι και οι επιθεωρητές μπορούν να εντοπίσουν γρήγορα πού υπάρχει διαρροή στην σύνδεση και να διορθώσουν το πρόβλημα πριν το σύστημα τεθεί σε πλήρη λειτουργία και οι επιβάτες και η εσωτερική επένδυση υποστούν ζημιά. Αυτό μπορεί επίσης να αναπαραχθεί με στεγανά εξαρτήματα εάν έχει καθοριστεί δακτύλιος ή συγκρότημα ανίχνευσης διαρροών. Εάν δεν πιέσετε μέχρι κάτω για να εντοπίσετε την προβληματική περιοχή, μπορεί να διαρρεύσει νερό από το εξάρτημα όπως ακριβώς και η κολλήσεις ή η κολλήσεις. Εάν τα στεγανά εξαρτήματα δεν καθορίζονται στο σχέδιο, μερικές φορές θα παραμένουν υπό πίεση κατά τη διάρκεια των δοκιμών κατασκευής και ενδέχεται να παρουσιάσουν βλάβη μόνο μετά από μια περίοδο λειτουργίας, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ζημιά στον κατειλημμένο χώρο και πιθανό τραυματισμό των ενοίκων, ειδικά εάν θερμαινόμενοι θερμοί σωλήνες περνούν μέσα από τους σωλήνες.
Οι συστάσεις για το μέγεθος των χάλκινων σωλήνων βασίζονται στις απαιτήσεις των κανονισμών, στις συστάσεις του κατασκευαστή και στις βέλτιστες πρακτικές. Για εφαρμογές κρύου νερού (θερμοκρασία παροχής νερού συνήθως 42 έως 45 F), το συνιστώμενο όριο ταχύτητας για συστήματα χάλκινων σωλήνων είναι 8 πόδια ανά δευτερόλεπτο για τη μείωση του θορύβου του συστήματος και τη μείωση της πιθανότητας διάβρωσης. Για συστήματα ζεστού νερού (συνήθως 140 έως 180 F για θέρμανση χώρου και έως 205 F για παραγωγή ζεστού νερού οικιακής χρήσης σε υβριδικά συστήματα), το συνιστώμενο όριο ταχύτητας για χάλκινους σωλήνες είναι πολύ μικρότερο. Το Εγχειρίδιο Χάλκινων Σωλήνων αναφέρει αυτές τις ταχύτητες ως 2 έως 3 πόδια ανά δευτερόλεπτο όταν η θερμοκρασία παροχής νερού είναι πάνω από 140 F.
Οι χάλκινοι σωλήνες συνήθως διατίθενται σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος, έως και 12 ίντσες. Αυτό περιορίζει τη χρήση χαλκού στις κύριες εγκαταστάσεις κοινής ωφέλειας της πανεπιστημιούπολης, καθώς αυτά τα σχέδια κτιρίων συχνά απαιτούν αγωγούς μεγαλύτερους από 12 ίντσες. Από την κεντρική μονάδα έως τους σχετικούς εναλλάκτες θερμότητας. Οι χάλκινοι σωλήνες είναι πιο συνηθισμένοι σε υδραυλικά συστήματα διαμέτρου 3 ίντσες ή λιγότερο. Για μεγέθη άνω των 3 ιντσών, χρησιμοποιούνται συχνότερα οι χαλύβδινοι σωλήνες με σχισμές. Αυτό οφείλεται στη διαφορά κόστους μεταξύ χάλυβα και χαλκού, στη διαφορά στην εργασία για κυματοειδή σωλήνα έναντι συγκολλημένων ή συγκολλημένων σωλήνων (τα εξαρτήματα πίεσης δεν επιτρέπονται ή συνιστώνται από τον ιδιοκτήτη ή τον μηχανικό) και στις συνιστώμενες ταχύτητες και θερμοκρασίες νερού σε αυτούς μέσα σε κάθε αγωγό υλικών.
Χάλυβας: Μαύρος ή γαλβανισμένος χαλύβδινος σωλήνας σύμφωνα με το πρότυπο ASTM A 53/A 53M με εξαρτήματα από όλκιμο σίδηρο (ASME B16.3) ή σφυρήλατο σίδηρο (ASTM A 234/A 234M) και εξαρτήματα από όλκιμο σίδηρο (ASME B16.39). Διατίθενται φλάντζες, εξαρτήματα και συνδέσεις κατηγορίας 150 και 300 με βιδωτά ή φλαντζωτά εξαρτήματα. Ο σωλήνας μπορεί να συγκολληθεί με μέταλλο πλήρωσης σύμφωνα με το πρότυπο AWS D10.12/D10.12M.
Συμμορφώνεται με τα πρότυπα ASTM A 536 Κλάση 65-45-12 για όλκιμο χυτοσίδηρο, ASTM A 47/A 47M Κλάση 32510 για όλκιμο χυτοσίδηρο και ASTM A 53/A 53M Κλάση F, E ή S για χάλυβα συναρμολόγησης κατηγορίας B ή ASTM A106, χάλυβα κατηγορίας B. Αυλακωτά ή με προεξοχές εξαρτήματα για τη σύνδεση αυλακωτών ακραίων εξαρτημάτων.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι χαλύβδινοι σωλήνες χρησιμοποιούνται συχνότερα για μεγάλους σωλήνες σε υδραυλικά συστήματα. Αυτός ο τύπος συστήματος επιτρέπει διάφορες απαιτήσεις πίεσης, θερμοκρασίας και μεγέθους για την κάλυψη των αναγκών των συστημάτων κρύου και θερμαινόμενου νερού. Οι ονομασίες κλάσης για φλάντζες, εξαρτήματα και εξαρτήματα αναφέρονται στην πίεση λειτουργίας του κορεσμένου ατμού σε psi. inch του αντίστοιχου αντικειμένου. Τα εξαρτήματα κλάσης 150 έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε πίεση λειτουργίας 150 psi. inch στους 366 F, ενώ τα εξαρτήματα κλάσης 300 παρέχουν πίεση λειτουργίας 300 psi στους 550 F. Τα εξαρτήματα κλάσης 150 παρέχουν πίεση λειτουργίας νερού άνω των 300 psi. inch στους 150 F, και τα εξαρτήματα κλάσης 300 παρέχουν πίεση λειτουργίας νερού έως και 2.000 psi. inch στους 150 F. Διατίθενται και άλλες μάρκες εξαρτημάτων για συγκεκριμένους τύπους σωλήνων. Για παράδειγμα, για φλάντζες σωλήνων από χυτοσίδηρο και εξαρτήματα με φλάντζες ASME 16.1, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι βαθμοί 125 ή 250.
Τα συστήματα σωληνώσεων και συνδέσεων με αυλακώσεις χρησιμοποιούν κομμένες ή διαμορφωμένες αυλακώσεις στα άκρα σωλήνων, εξαρτημάτων, βαλβίδων κ.λπ. για τη σύνδεση μεταξύ κάθε μήκους σωλήνα ή εξαρτημάτων με ένα εύκαμπτο ή άκαμπτο σύστημα σύνδεσης. Αυτοί οι σύνδεσμοι αποτελούνται από δύο ή περισσότερα βιδωμένα μέρη και διαθέτουν ροδέλα στην οπή του συνδέσμου. Αυτά τα συστήματα διατίθενται σε τύπους φλάντζας κατηγορίας 150 και 300 και υλικά φλάντζας EPDM και είναι ικανά να λειτουργούν σε θερμοκρασίες ρευστού από 230 έως 250 F (ανάλογα με το μέγεθος του σωλήνα). Οι πληροφορίες για τους αυλακωτούς σωλήνες προέρχονται από εγχειρίδια και βιβλιογραφία της Victaulic.
Οι χαλύβδινοι σωλήνες Schedule 40 και 80 είναι αποδεκτοί για συστήματα HVAC. Η προδιαγραφή του σωλήνα αναφέρεται στο πάχος τοιχώματος του σωλήνα, το οποίο αυξάνεται με τον αριθμό προδιαγραφής. Με την αύξηση του πάχους τοιχώματος του σωλήνα, αυξάνεται επίσης η επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας του ευθύγραμμου σωλήνα. Ο σωλήνας Schedule 40 επιτρέπει πίεση λειτουργίας 1694 psi για σωλήνα ½ ίντσας, 696 psi ίντσας για σωλήνα 12 ίντσες (-20 έως 650 F). Η επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας για σωλήνες Schedule 80 είναι 3036 psi ίντσας (½ ίντσας) και 1305 psi ίντσας (12 ίντσες) (και οι δύο -20 έως 650 F). Αυτές οι τιμές λαμβάνονται από την ενότητα Watson McDaniel Engineering Data.
Πλαστικά: Πλαστικοί σωλήνες CPVC, εξαρτήματα υποδοχής σύμφωνα με την Προδιαγραφή 40 και την Προδιαγραφή 80 σύμφωνα με το πρότυπο ASTM F 441/F 441M (ASTM F 438 σύμφωνα με την Προδιαγραφή 40 και ASTM F 439 σύμφωνα με την Προδιαγραφή 80) και κόλλες διαλύτη (ASTM F493).
Πλαστικός σωλήνας PVC, εξαρτήματα υποδοχής σύμφωνα με το πρότυπο ASTM D 1785, πρόγραμμα 40 και πρόγραμμα 80 (ASM D 2466, πρόγραμμα 40 και ASTM D 2467, πρόγραμμα 80) και κόλλες διαλύτη (ASTM D 2564). Περιλαμβάνει αστάρι σύμφωνα με το πρότυπο ASTM F 656.
Τόσο οι σωληνώσεις CPVC όσο και οι σωλήνες PVC είναι κατάλληλες για υδραυλικά συστήματα κάτω από το επίπεδο του εδάφους, αν και ακόμη και υπό αυτές τις συνθήκες πρέπει να δίνεται προσοχή κατά την εγκατάσταση αυτών των σωληνώσεων σε ένα έργο. Οι πλαστικοί σωλήνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα αποχέτευσης και αερισμού, ειδικά σε υπόγεια περιβάλλοντα όπου οι γυμνοί σωλήνες έρχονται σε άμεση επαφή με το περιβάλλον έδαφος. Ταυτόχρονα, η αντοχή στη διάβρωση των σωλήνων CPVC και PVC είναι πλεονεκτική λόγω της διαβρωτικότητας ορισμένων εδαφών. Οι υδραυλικές σωληνώσεις είναι συνήθως μονωμένες και καλύπτονται με προστατευτικό περίβλημα PVC που παρέχει ένα ρυθμιστικό μεταξύ των μεταλλικών σωληνώσεων και του περιβάλλοντος εδάφους. Οι πλαστικοί σωλήνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρότερα συστήματα κρύου νερού όπου αναμένονται χαμηλότερες πιέσεις. Η μέγιστη πίεση λειτουργίας για σωλήνες PVC υπερβαίνει τα 150 psi για όλα τα μεγέθη σωλήνων έως 8 ίντσες, αλλά αυτό ισχύει μόνο για θερμοκρασίες 22°C ή χαμηλότερες. Οποιαδήποτε θερμοκρασία πάνω από 23°C θα μειώσει την πίεση λειτουργίας στο σύστημα σωληνώσεων στους 70°C. Ο συντελεστής υποβάθμισης είναι 0,22 σε αυτήν τη θερμοκρασία και 1,0 στους 70°C. Η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας των 70°C είναι για σωλήνες PVC Προγράμματος 40 και Προγράμματος 80. Ο σωλήνας CPVC είναι σε θέση να αντέξει ένα ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, καθιστώντας τον κατάλληλο για χρήση έως και 200 ​​F (με συντελεστή υποβάθμισης 0,2), αλλά έχει την ίδια ονομαστική πίεση με το PVC, επιτρέποντάς του να χρησιμοποιείται σε τυπικές εφαρμογές υπόγειας ψύξης υπό πίεση. Συστήματα νερού έως 8 ίντσες. Για συστήματα ζεστού νερού που διατηρούν υψηλότερες θερμοκρασίες νερού έως και 180 ή 205 F, δεν συνιστώνται σωλήνες PVC ή CPVC. Όλα τα δεδομένα λαμβάνονται από τις προδιαγραφές σωλήνων Harvel PVC και τις προδιαγραφές σωλήνων CPVC.
Αγωγοί Οι σωλήνες μεταφέρουν πολλά διαφορετικά υγρά, στερεά και αέρια. Τόσο πόσιμα όσο και μη πόσιμα υγρά ρέουν σε αυτά τα συστήματα. Λόγω της μεγάλης ποικιλίας υγρών που μεταφέρονται σε ένα υδραυλικό σύστημα, οι εν λόγω σωλήνες ταξινομούνται ως οικιακοί σωλήνες ύδρευσης ή σωλήνες αποστράγγισης και εξαερισμού.
Νερό οικιακής χρήσης: Σωλήνας από μαλακό χαλκό, ASTM B88 τύποι K και L, ASTM B88M τύποι A και B, με εξαρτήματα πίεσης από σφυρήλατο χαλκό (ASME B16.22).
Σκληροί χαλκοσωλήνες, ASTM B88 Τύποι L και M, ASTM B88M Τύποι B και C, με χυτά εξαρτήματα συγκόλλησης από χαλκό (ASME B16.18), σφυρήλατα εξαρτήματα συγκόλλησης από χαλκό (ASME B16.22), χάλκινες φλάντζες (ASME B16.24) και χάλκινα εξαρτήματα (MCS SP-123). Ο σωλήνας επιτρέπει επίσης τη χρήση σφραγισμένων εξαρτημάτων.
Οι τύποι χάλκινων σωλήνων και τα σχετικά πρότυπα λαμβάνονται από την Ενότητα 22 11 16 των Γενικών Προδιαγραφών. Ο σχεδιασμός των χάλκινων σωληνώσεων για οικιακή παροχή νερού περιορίζεται από τις απαιτήσεις των μέγιστων ρυθμών ροής. Αυτές καθορίζονται στην προδιαγραφή του αγωγού ως εξής:
Το άρθρο 610.12.1 του Ενιαίου Κώδικα Υδραυλικών του 2012 ορίζει: Η μέγιστη ταχύτητα σε συστήματα σωλήνων και εξαρτημάτων από χαλκό και κράματα χαλκού δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 8 πόδια ανά δευτερόλεπτο σε κρύο νερό και τα 5 πόδια ανά δευτερόλεπτο σε ζεστό νερό. Αυτές οι τιμές επαναλαμβάνονται επίσης στο Εγχειρίδιο Χάλκινων Σωλήνων, το οποίο χρησιμοποιεί αυτές τις τιμές ως τις συνιστώμενες μέγιστες ταχύτητες για αυτούς τους τύπους συστημάτων.
Σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα τύπου 316 σύμφωνα με το πρότυπο ASTM A403 και παρόμοια εξαρτήματα που χρησιμοποιούν συγκολλημένους ή οδοντωτούς συνδέσμους για μεγαλύτερους οικιακούς σωλήνες νερού και άμεση αντικατάσταση των χάλκινων σωλήνων. Με την αυξανόμενη τιμή του χαλκού, οι σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα γίνονται όλο και πιο συνηθισμένοι στα οικιακά συστήματα νερού. Οι τύποι σωλήνων και τα σχετικά πρότυπα προέρχονται από το MasterSpec Section 22 11 00 της Διοίκησης Βετεράνων (VA).
Μια νέα καινοτομία που θα εφαρμοστεί και θα επιβληθεί το 2014 είναι ο Ομοσπονδιακός Νόμος για την Ηγεσία στο Πόσιμο Νερό. Πρόκειται για μια ομοσπονδιακή επιβολή των ισχυόντων νόμων στην Καλιφόρνια και το Βερμόντ σχετικά με την περιεκτικότητα σε μόλυβδο στις υδάτινες οδούς οποιωνδήποτε σωλήνων, βαλβίδων ή εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται σε οικιακά συστήματα ύδρευσης. Ο νόμος ορίζει ότι όλες οι βρεγμένες επιφάνειες σωλήνων, εξαρτημάτων και εξαρτημάτων πρέπει να είναι «χωρίς μόλυβδο», πράγμα που σημαίνει ότι η μέγιστη περιεκτικότητα σε μόλυβδο «δεν υπερβαίνει τον σταθμισμένο μέσο όρο του 0,25% (μόλυβδο)». Αυτό απαιτεί από τους κατασκευαστές να παράγουν χυτά προϊόντα χωρίς μόλυβδο για να συμμορφώνονται με τις νέες νομικές απαιτήσεις. Λεπτομέρειες παρέχονται από την UL στις Οδηγίες για τον Μόλυβδο στα Συστατικά του Πόσιμου Νερού.
Αποχέτευση και αερισμός: Χυτοσιδηροί σωλήνες και εξαρτήματα αποχέτευσης χωρίς μανίκια που συμμορφώνονται με το πρότυπο ASTM A 888 ή το Ινστιτούτο Σωλήνων Αποχέτευσης από Χυτοσίδηρο (CISPI) 301. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξαρτήματα Sovent που συμμορφώνονται με το πρότυπο ASME B16.45 ή ASSE 1043 με σύστημα χωρίς διακοπή.
Οι σωλήνες αποχέτευσης από χυτοσίδηρο και τα εξαρτήματα με φλάντζες πρέπει να συμμορφώνονται με το πρότυπο ASTM A 74, τα ελαστικά παρεμβύσματα (ASTM C 564) και το στεγανωτικό από καθαρό μόλυβδο και ίνες δρυός ή κάνναβης (ASTM B29).
Και οι δύο τύποι αγωγών μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κτίρια, αλλά οι αγωγοί και τα εξαρτήματα χωρίς αγωγούς χρησιμοποιούνται συνήθως πάνω από το επίπεδο του εδάφους σε εμπορικά κτίρια. Οι σωλήνες από χυτοσίδηρο με εξαρτήματα CISPI Plugless Fittings επιτρέπουν μόνιμη εγκατάσταση, μπορούν να αναδιαμορφωθούν ή να είναι προσβάσιμοι αφαιρώντας τους σφιγκτήρες ταινίας, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα ενός μεταλλικού σωλήνα, γεγονός που μειώνει τον θόρυβο ρήξης στη ροή των αποβλήτων μέσω του σωλήνα. Το μειονέκτημα των υδραυλικών εγκαταστάσεων από χυτοσίδηρο είναι ότι οι υδραυλικές εγκαταστάσεις φθείρονται λόγω των όξινων αποβλήτων που βρίσκονται στις τυπικές εγκαταστάσεις μπάνιου.
Οι σωλήνες και τα εξαρτήματα από ανοξείδωτο χάλυβα ASME A112.3.1 με φαρδιά και φαρδιά άκρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συστήματα αποστράγγισης υψηλής ποιότητας αντί για σωλήνες από χυτοσίδηρο. Υδραυλικά από ανοξείδωτο χάλυβα χρησιμοποιούνται επίσης για το πρώτο τμήμα των υδραυλικών εγκαταστάσεων, το οποίο συνδέεται με έναν νεροχύτη δαπέδου όπου αποστραγγίζεται το ανθρακούχο προϊόν για τη μείωση των ζημιών από τη διάβρωση.
Σωλήνας από συμπαγές PVC σύμφωνα με το ASTM D 2665 (αποστράγγιση, εκτροπή και αεραγωγοί) και κυψελοειδής σωλήνας PVC σύμφωνα με το ASTM F 891 (Παράρτημα 40), συνδέσεις με κωνικό άκρο (ASTM D 2665 έως ASTM D 3311, αποστράγγιση, απόβλητα και αεραγωγοί) κατάλληλες για σωλήνες Προγράμματος 40), αστάρι συγκόλλησης (ASTM F 656) και κόλλα διαλύτη (ASTM D 2564). Οι σωλήνες PVC μπορούν να βρεθούν πάνω και κάτω από το επίπεδο του εδάφους σε εμπορικά κτίρια, αν και πιο συχνά αναφέρονται κάτω από το επίπεδο του εδάφους λόγω ρωγμών στους σωλήνες και ειδικών απαιτήσεων κανόνων.
Στην κατασκευαστική δικαιοδοσία της Νότιας Νεβάδα, η τροποποίηση του Διεθνούς Κώδικα Δόμησης (IBC) του 2009 αναφέρει:
603.1.2.1 Εξοπλισμός. Επιτρέπεται η εγκατάσταση εύφλεκτων αγωγών στο μηχανοστάσιο, το οποίο περικλείεται από πυράντοχη κατασκευή δύο ωρών και προστατεύεται πλήρως από αυτόματους ψεκαστήρες. Οι εύφλεκτες σωληνώσεις μπορούν να περάσουν από το χώρο εξοπλισμού σε άλλους χώρους, υπό την προϋπόθεση ότι οι σωληνώσεις περικλείονται σε εγκεκριμένο ειδικό πυράντοχο συγκρότημα δύο ωρών. Όταν τέτοιες εύφλεκτες σωληνώσεις διέρχονται από πυράντοχα τοιχώματα ή/και δάπεδα/οροφές, η διείσδυση πρέπει να καθορίζεται για το συγκεκριμένο υλικό σωληνώσεων με βαθμούς F και T όχι χαμηλότερους από την απαιτούμενη πυραντίσταση για τη διείσδυση. Οι εύφλεκτοι σωλήνες δεν πρέπει να διεισδύουν σε περισσότερα από ένα στρώμα.
Αυτό απαιτεί όλες οι εύφλεκτες σωληνώσεις (πλαστικές ή μη) που υπάρχουν σε ένα κτίριο Κλάσης 1Α, όπως ορίζεται από το IBC, να τυλίγονται σε μια κατασκευή 2 ωρών. Η χρήση σωλήνων PVC σε συστήματα αποστράγγισης έχει πολλά πλεονεκτήματα. Σε σύγκριση με τους σωλήνες από χυτοσίδηρο, το PVC είναι πιο ανθεκτικό στη διάβρωση και την οξείδωση που προκαλούνται από τα απόβλητα και το χώμα του μπάνιου. Όταν τοποθετούνται υπόγεια, οι σωλήνες PVC είναι επίσης ανθεκτικοί στη διάβρωση του περιβάλλοντος εδάφους (όπως φαίνεται στην ενότητα σωληνώσεων HVAC). Οι σωληνώσεις PVC που χρησιμοποιούνται σε ένα σύστημα αποστράγγισης υπόκεινται στους ίδιους περιορισμούς με ένα υδραυλικό σύστημα HVAC, με μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 140 F. Αυτή η θερμοκρασία επιβάλλεται περαιτέρω από τις απαιτήσεις του Ενιαίου Κώδικα Σωληνώσεων και του Διεθνούς Κώδικα Σωληνώσεων, οι οποίοι ορίζουν ότι οποιαδήποτε απόρριψη σε υποδοχείς αποβλήτων πρέπει να είναι κάτω από 140 F.
Το άρθρο 810.1 του Ενιαίου Κώδικα Υδραυλικών του 2012 ορίζει ότι οι σωλήνες ατμού δεν πρέπει να συνδέονται απευθείας με σύστημα σωληνώσεων ή αποχέτευσης και το νερό θερμοκρασίας άνω των 60°C δεν πρέπει να απορρίπτεται απευθείας σε αποχέτευση υπό πίεση.
Το άρθρο 803.1 του Διεθνούς Κώδικα Υδραυλικών του 2012 ορίζει ότι οι σωλήνες ατμού δεν πρέπει να συνδέονται με σύστημα αποχέτευσης ή σε οποιοδήποτε μέρος του συστήματος υδραυλικών εγκαταστάσεων και νερό θερμοκρασίας άνω των 60°C δεν πρέπει να απορρίπτεται σε κανένα μέρος του συστήματος αποχέτευσης.
Ειδικά συστήματα σωληνώσεων σχετίζονται με τη μεταφορά μη τυπικών υγρών. Αυτά τα υγρά μπορεί να κυμαίνονται από σωληνώσεις για θαλάσσια ενυδρεία έως σωληνώσεις για την παροχή χημικών ουσιών σε συστήματα εξοπλισμού πισίνας. Τα υδραυλικά συστήματα ενυδρείων δεν είναι συνηθισμένα σε εμπορικά κτίρια, αλλά εγκαθίστανται σε ορισμένα ξενοδοχεία με απομακρυσμένα υδραυλικά συστήματα συνδεδεμένα σε διάφορες τοποθεσίες από ένα κεντρικό αντλιοστάσιο. Ο ανοξείδωτος χάλυβας φαίνεται να είναι ένας κατάλληλος τύπος σωληνώσεων για συστήματα θαλασσινού νερού λόγω της ικανότητάς του να αναστέλλει τη διάβρωση με άλλα συστήματα νερού, αλλά το αλμυρό νερό μπορεί στην πραγματικότητα να διαβρώσει και να διαβρώσει τους σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα. Για τέτοιες εφαρμογές, οι θαλάσσιοι σωλήνες CPVC από πλαστικό ή χαλκό-νικέλιο πληρούν τις απαιτήσεις διάβρωσης. Κατά την τοποθέτηση αυτών των σωλήνων σε μια μεγάλη εμπορική εγκατάσταση, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ευφλεκτότητα των σωλήνων. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η χρήση εύφλεκτων σωληνώσεων στη Νότια Νεβάδα απαιτεί να ζητηθεί μια εναλλακτική μέθοδος για να αποδειχθεί η πρόθεση συμμόρφωσης με τον σχετικό κώδικα τύπου κτιρίου.
Οι σωληνώσεις της πισίνας που παρέχουν καθαρό νερό για βύθιση στο νερό περιέχουν μια αραιή ποσότητα χημικών ουσιών (μπορεί να χρησιμοποιηθεί χλωρίνη υποχλωριώδους νατρίου 12,5% και υδροχλωρικό οξύ) για τη διατήρηση ενός συγκεκριμένου pH και χημικής ισορροπίας, όπως απαιτείται από το υγειονομικό τμήμα. Εκτός από τις αραιωμένες χημικές σωληνώσεις, η πλήρης χλωρίνη και άλλες χημικές ουσίες πρέπει να μεταφέρονται από χώρους αποθήκευσης χύδην υλικών και ειδικούς χώρους εξοπλισμού. Οι σωλήνες CPVC είναι ανθεκτικοί σε χημικά για την παροχή χλωρίνης, αλλά οι σωλήνες υψηλής περιεκτικότητας σε σιδηροπυριτίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτική λύση στους χημικούς σωλήνες όταν διέρχονται από μη εύφλεκτους τύπους κτιρίων (π.χ. Τύπος 1Α). Είναι ανθεκτικοί αλλά πιο εύθραυστοι από τους τυπικούς σωλήνες από χυτοσίδηρο και βαρύτεροι από συγκρίσιμους σωλήνες.
Αυτό το άρθρο συζητά μόνο μερικές από τις πολλές δυνατότητες σχεδιασμού συστημάτων σωληνώσεων. Αντιπροσωπεύουν τους περισσότερους τύπους εγκατεστημένων συστημάτων σε μεγάλα εμπορικά κτίρια, αλλά πάντα θα υπάρχουν εξαιρέσεις στον κανόνα. Η συνολική κύρια προδιαγραφή είναι ένας ανεκτίμητος πόρος για τον προσδιορισμό του τύπου σωληνώσεων για ένα δεδομένο σύστημα και την αξιολόγηση των κατάλληλων κριτηρίων για κάθε προϊόν. Οι τυπικές προδιαγραφές θα πληρούν τις απαιτήσεις πολλών έργων, αλλά οι σχεδιαστές και οι μηχανικοί θα πρέπει να τις εξετάζουν όταν πρόκειται για πολυώροφους πύργους, υψηλές θερμοκρασίες, επικίνδυνες χημικές ουσίες ή αλλαγές στη νομοθεσία ή τη δικαιοδοσία. Μάθετε περισσότερα σχετικά με τις συστάσεις και τους περιορισμούς υδραυλικών για να λαμβάνετε τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με τα προϊόντα που εγκαθίστανται στο έργο σας. Οι πελάτες μας μας εμπιστεύονται ως επαγγελματίες σχεδιασμού για να παρέχουμε στα κτίριά τους το σωστό μέγεθος, ισορροπημένα και οικονομικά προσιτά σχέδια όπου οι αγωγοί φτάνουν στην αναμενόμενη διάρκεια ζωής τους και δεν αντιμετωπίζουν ποτέ καταστροφικές βλάβες.
Ο Ματ Ντόλαν είναι μηχανικός έργων στην JBA Consulting Engineers. Η εμπειρία του έγκειται στο σχεδιασμό σύνθετων συστημάτων HVAC και υδραυλικών εγκαταστάσεων για μια ποικιλία τύπων κτιρίων, όπως εμπορικά γραφεία, εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης και συγκροτήματα φιλοξενίας, συμπεριλαμβανομένων πολυώροφων πύργων επισκεπτών και πολυάριθμων εστιατορίων.
Έχετε εμπειρία και γνώση των θεμάτων που καλύπτονται σε αυτό το περιεχόμενο; Θα πρέπει να εξετάσετε το ενδεχόμενο να συνεισφέρετε στην ομάδα σύνταξης του CFE Media και να λάβετε την αναγνώριση που σας αξίζει εσείς και η εταιρεία σας. Κάντε κλικ εδώ για να ξεκινήσετε τη διαδικασία.