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加里和我在本杂志的最后六篇文章中讨论了很多问题。我们专注于改造高性能建筑热水系统,使用混合太阳能热能和热泵。我们探索了如何在不造成过大压力损失的情况下,更小的管道更快地输送热水。我们研究了如果你在管道绝缘上省吃俭用会造成多少能源浪费。
现在我们想要现实一点——即在多户住宅中设计和安装一个真正的“实用完美管道”(PPP)系统。我们为你准备了一个惊人的例子——就在我们写这篇文章的时候,这个例子还在不断地展开。
一个新的建筑管道设计机会
在我们的前几篇文章中,我们探讨了如何为纽约斯克内克塔迪附近的获奖Solara NetZero多户项目设计和建造热水加热系统。广泛的流量监测帮助我们利用基础物理学和Gary的研究来选择管道尺寸,以最大限度地减少能源和水的浪费,并将热水快速输送到水龙头。一旦建成,我们通过更多的测试和与租户和维护人员的讨论来确认我们的成功。
随着我们在Solara取得成功的消息传开,参观者纷纷前来参观,并与我们谈论建筑的设计和我们的热水管道方法。其中一位访客是一家大型经济适用房公司的重建工作经理,该公司在许多州拥有数万套公寓。我们真的很合得来,最终说服了他和公司的其他人考虑将这些概念应用到他们在尤蒂卡附近的一个新的仅限老年人的建筑项目中。万博手机版登录本官网我们很高兴,但至少可以说是受到了挑战。
当我们开始这个项目时,混凝土垫块已经浇筑好了,三座建筑中的第一座建筑已经签订了合同;我们来晚了!我们在机械图纸中发现的情况并不令人惊讶(部分原因是,该设计是现场三栋早期建筑中安装的管道的翻版)。下图为35个单元建筑的设计特点是大直径热水管道(2- 1 / 2到2”)和一个巨大的传统主干/立管/分支管网。我们对那些早期建筑的监测显示,在99%的百分位数上,最大流量大大低于3gpm。至少可以这么说,直径2- 1 / 2英寸的干线似乎太长了。
WSFU vs.附录M vs.现实
我们对设计进行了非常深入的研究,以便更好地了解其液压基础以及开发特性所需的精力和时间。两个非常大的燃气热水箱的大型热水管道将水输送到顶层三楼的天花板,南北的立管向下延伸到一楼的天花板,通过3 / 4英寸的分支为每个公寓提供热水。这些立管,每个都有一个独立的平衡阀,连接回一个再循环泵,该泵将水返回到主混合阀和杂用室的水箱中。总而言之,要安装很多管道,还要辐射热量。是时候让管道医生做一些诊断并开出治疗方案了。
首先是法医。加里孜孜不倦地钻研管道网络和工程基础。他怀疑并后来证实,国际商会守则的供水装置单元(WSFU)方法是罪魁祸首。这种方法是由罗伊·亨特在20世纪30年代和40年代开发的,随后成为包括IPC在内的国家模型管道规范中管道尺寸的基础。在其发展和规范的时候,水以可用工作压力允许的任何速率流过固定装置并流入器具。简而言之,加里证实,这些管道可以轻松地向35套公寓输送每加仑51加仑的热水。与我实际测量的最大2-3 gpm形成对比!
同时,我开始设想为较小的流量设计不同的网络,其中一个特点是双环服务于建筑的南北两侧。对于Gary来说,他研究了UPC在附录M指南(用水量计算器1.4版)中提出的另一种设计基础。这种方法表明,热水需求峰值为12gpm,约为WSFU建议流量的四分之一。我们一致认为,一个带有更小管道的三干线环路可以很好地工作,并大大减少管道的英尺数(不包括公寓分配树枝);很大程度上是因为我们取消了几乎所有的热水升起器。
在解决了主干线路问题后,我们将注意力转向了公寓的具体配电设计。在这里,我们选择了3/8”管本垒打细枝从阀门歧管热水和冷水。客户喜欢每根树枝都有单独的阀门,七根热/冷“迷你块”歧管价格实惠,是一件真正优雅的工程塑料。加里和我完善了设计,并安排了一个ZOOM演示给客户和管道承包商。
我们的会议非常有成效,水管工也非常支持我们的意见,他甚至建议了一个更简单的设计——每个公寓都有两个单环,上面有短分支连接到歧管。虽然这些6英尺的树枝将是1 / 2英寸的PEX,并且每个固定装置的到达时间增加了大约5秒,但我们很满意租户不会不高兴。(图2)我们与客户最喜欢的建筑工程师进行了密切的磋商,为设计和规格变更准备规范,我们已经准备好了——至少我们是这么认为的。
PEX的挑战
在开始安装的前几天,水管工重新考虑了一下,并向GC提交了一份巨大的更换订单,他辩称,与多个本垒打树枝相关的额外管道长度将超出他最初的预算。我们认为,3/8”树枝很容易拉,不需要绝缘的大部分长度,不像管与树干和分支直线风格他喜欢。
三天后,管道工建议我们聚集在施工现场,见证并记录一个“PEX挑战”——两种风格的七根树枝之间的安装比赛。他似乎确信,树枝和树枝的风格会花费更少的时间,看起来更好(他更喜欢直线,一种对铜管时代的回归)。
随着时间的流逝,他和他的同事一次一根地从地板上的一个大卷筒里抽出七根小树枝,用塑料爪式钉衣架把小树枝固定在桁架上。拔树枝的部分很容易,只花了几分钟。然而,这些魔爪是有问题的,它迫使工人们每隔3英尺就得爬上梯子,在每根树枝上移动一次,还要在机械装置和木桁架支撑之间笨拙地挥动锤子;35分钟后,他们完成了。
我们重新开始了他们的树干和树枝风格。他们使用了1 / 2英寸的PEX棒和Viega PureFlow型压力机配件,而不是一卷PEX。安装进行得很有效,但钉子式爪式吊架提出了同样的锤击问题,而且不到一半的管道是直线的。在螺柱和钢板上钻孔需要更多的时间。最后,这种风格花了同样多的时间。离开时,我对更好的衣架和更明智的安装程序的需求有了更高的认识。
第二天回到索拉拉,我们目睹了另一个团队在15分钟内用四根树枝完成了同样的工作。他们用爪子和铁丝绑住整齐的树枝,有时用螺丝代替钉子。通过练习,他们可能会更快地完成这项工作,因为他们熟悉了公寓的布局。
尤蒂卡附近的新建筑的方法可能会更好,如果杂物间位于建筑物的中间,阀门歧管位于二楼下降的天花板上方。这种方法将允许在任何方向上安装单个主干,其中有非常短的分支到六个存根歧管,供三层公寓堆叠,如图所示。这些小树枝很短,因为它们从歧管穿过桁架,向上(或向下)到达固定装置。在这个设计中,最长的一个接近20英尺,敲击时间不到10秒。
的外卖
我们真的很高兴,我们很快就会在纽约州北部拥有10栋建筑,配备紧凑型管道和3/8英寸的热水管。尤蒂卡附近的三座新建筑将与同一地点的早期建筑相同,使用原始的基于WSFU的配电系统。我们将进行深入的流量、压力和热水使用时间评估,以及热水使用和再循环热损失分析。与Solara和Utica的水管工讨论后,我们将推荐更快的安装技术。这些数据将帮助我们记录我们几乎完美的管道的收益(和成本)。