冷水供給システムの設計: 直接か間接か、パイプのサイジング、材料

1 階の蛇口から毎分 12 リットルを供給する冷水供給システムが、同じ建物の屋上では毎分 5 ～ 6 リットルに簡単に低下する可能性があります。配管は変わっていないため、原因は別の場所にあります。その出口で利用可能な圧力、そこに水が到達するまでの経路、器具に供給される分岐の直径などです。実際には、冷水の問題のほとんどは、最初のパイプが壁にクリップされるずっと前に決定されます。システムのタイプ、パイプの材質と直径、圧力と貯蔵戦略の 3 つの初期の選択が結果を左右します。

冷水供給システムの実際の内容

境界が重要です。通常、流入停止弁より上流のものはすべて、地域の規則に応じて、水道事業者またはメーターまでの不動産所有者に属します。下流にあるものはすべて建物の配電システムです。完全な冷水設備には通常、次の要素が含まれています。

• 給水管: 本管から建物までの埋設配管で、ピーク需要に合わせたサイズで、霜や地盤の動きから保護されています。
• 水道メーターと元栓：修理、漏水、緊急時に使用される一次隔離ポイント。
• 内部配水管: ライザーまたはバックボーンと各器具につながる分岐。
• 隔離バルブ: 各ウェットエリアにあるローカルバルブにより、1 回の修理で建物全体が停止することはありません。
• 貯蔵タンクとフロートバルブ: 水道水が配水前にタンクを満たす間接システムにのみ存在します。
• 端子金具: 蛇口、貯水槽、給湯器、および冷水を汲み上げたり加熱したりするあらゆる場所。
• 逆流保護: 相互接続のリスクが存在する場合は、エア ギャップ、逆止弁、または減圧ゾーン アセンブリを設置します。

これらの部品のひとつひとつがパフォーマンスに影響を与えます。適切なサイズのバックボーンとサイズが小さすぎるブランチでも弱いシャワーが生成され、部分的に閉じられたゲート バルブの後ろにある十分なサイズのブラン​​チでも依然として不十分な流れが生成されます。

直接システムと間接システム: 最初の決定

幹線圧力が適切で安定している場合は、直接システムの方が設置が簡単で、維持も容易で、出口でより良い圧力を供給できます。幹線圧力が弱い、断続的、または建物が高い場合は、貯蔵タンクを備えた間接システムが供給を緩衝しますが、出口圧力が低くなり、衛生管理が強化されます。

選択する前に圧力の計算を行う価値があります。重力によって高さ 1 メートルあたり約 0.1 バールの圧力がかかるため、シャワーの 10 メートル上にあるタンクの出口では、摩擦が損失するまでに約 1 バールの圧力がかかります。 4 つのエルボを持つ 15 mm ブランチでは、さらに 0.2 ～ 0.4 bar 損失する可能性があります。これにより、機能はしますが、目立たないシャワーが残ります。同じタンクをシャワーの 5 メートル上に押し込むと、状況は大きく変わります。

冷水用配管材料

冷水は温水よりも負担が軽いため、実用的な候補リストが広がります。主なオプションは、ポリプロピレンランダムコポリマー、高密度ポリエチレン、銅、架橋ポリエチレン、多層複合材料です。 パイプ 。正しい選択は、パイプがどこに通っているか、どのように接続されているか、および地域の条例が飲物との接触について何を受け入れるかによって異なります。

ポリプロピレンランダム共重合体

ISO 15874 などの規格でカバーされているこの材料は熱融着によって接合されており、O リングや溶剤を使用せずに均質で漏れの少ない接合が得られます。 PN10、PN16、および PN20 の圧力クラスは、ほとんどの建築サービスをカバーします。熱伝導率が低いため、冷水ラインでの結露が制限され、同じパイプ ファミリで家庭用温水も処理できるため、組み合わせシステムへの在庫と設置が簡素化されます。

高密度ポリエチレン

ISO 4427 または EN 12201 に基づいて指定されている PE100 パイプは、埋設サービス接続および長い外部配管に通常選択されます。柔軟性があり、地盤沈下に耐え、突合せ融着または電気融着によって接合されます。壁の厚さは SDR で表されるため、SDR が低いほど壁が厚く、定格圧力が高いことを意味します。冷水本管の場合、PN10 または PN16 は一般的な自治体および現場の条件をカバーします。

銅および架橋ポリエチレン

銅は剛性があり、寸法が安定しており、ほとんどの設置業者に馴染みがあるため、改修作業では依然として一般的です。架橋ポリエチレンは障害物の周りで曲がり、接合部が少なくて済むため、床や壁の隠し溝に適しています。どちらの材料もポリオレフィンパイプに接続する場合は定格遷移が必要であり、異種金属は電気腐食を避けるために誘電分離が必要です。

サイズ、速度、圧力

パイプのサイズが小さすぎると、冷水の流れが悪くなる最も一般的な原因になります。パイプが大きすぎると、材料が無駄になり、水の流れが遅くなり、停滞が促進されます。冷水配管の構築における設計速度は、通常、毎秒 0.5 ～ 1.5 メートルの間にあり、長距離の場合の実用的な上限は約 2.0 メートルです。最も不利な出口での最小残留圧力は通常 0.5 bar ですが、静圧がおよそ 5 bar を超えると、通常、流入供給口で減圧バルブが必要となります。

繰り返し可能なサイジング シーケンスは次のようになります。

1. すべての器具とその定格冷水流量をリストします。
2. すべてのフィクスチャが一度に実行されるわけではないため、多様性係数を適用します。
3. 許容可能な速度で多様化した全体に合わせてバックボーンのサイズを決定します。
4. 平均ではなく、対応する最大のフィクスチャに合わせて各ブランチのサイズを決定します。
5. 最も遠い出口と最も高い出口の残圧を確認してください。

サージ圧力にも注意が必要です。高速ラインの急速閉鎖バルブはウォーターハンマーを発生させ、時間の経過とともに継手に亀裂が入ったり、接合部が緩んだりする可能性があります。速度を適度に保ち、洗濯機と水槽の接続にゆっくりと閉まるバルブを使用すると、追加費用をかけずにリスクを軽減できます。

保管、衛生、および逆流

冷水の貯蔵は自動的に起こる問題ではなく、管理されたリスクです。タンクはカバーされ、防虫処理され、遮蔽された開口部から通気されなければなりません。また、微生物の増殖を制限するために、貯蔵水は摂氏 20 度未満に保つ必要があります。タンクとその周囲を断熱し、熱源から遠ざけることは、タンクの材質そのものよりも重要です。清掃と消毒は地域の要件に従う必要があり、一般的に家庭内設置の場合は毎年、商業ビルではより頻繁に行われます。

逆流防止は別の義務です。灌漑ライン、ボイラー、プロセス水、または消防システムが飲料水ネットワークに接続されている場合、エアギャップまたは機械的逆流防止装置が必要です。新しく設置された配管は、システムの引き渡し前に洗浄し、規制が要求する場合には消毒し、サンプリングする必要があります。

テストと引き継ぎ

静水圧テストは、最も有用な受け入れチェックです。通常は、使用圧力の 1.5 倍でテストし、温度と材料のクリープが安定するまで十分な時間保持し (ポリオレフィン システムの場合は 1 時間であることが多い)、その後すべての接合部を検査します。将来の故障を追跡できるように、融着継手はバッチ番号と溶接パラメータとともに記録する必要があります。テストに合格すると、システムはフラッシュされ、必要に応じて塩素処理され、テスト圧力と期間の署名された記録とともに使用に戻ります。

購入前に確認すべきこと

パイプを大量に購入するプロジェクトでは、仕様の小さなギャップが現場で高価になります。これらの点で実際的なリスクのほとんどがカバーされます。

• 圧力定格と SDR または壁の厚さは、適切な安全マージンを持って設計圧力に一致します。
• 追跡可能な供給源を備えたバージンポリマー。リサイクルされた内容物には、飲料水との接触に対する文書化された適合性が必要です。
• 楕円形のパイプは溶着が悪く、接合部で漏れが発生するため、寸法公差と真円度が異なります。
• 飲料水との接触および関連する製品規格の認証。
• 同じシステムからの継手なので、融合パラメータと結合パラメータはパイプと一致します。
• 融合作業員が停止するとパイプよりもコストがかかるため、一貫した配送リードタイムが得られます。

冷水システムが特殊な原因で故障することはほとんどありません。これらは、主電源圧力を確認せずにシステムの種類が選択されたため、分岐が流量ではなく利便性を考慮してサイズ設定されたため、または誰かがテストする前にパイプが 1 シーズン地面に埋まっていたため、失敗します。設計段階でレイアウト、直径、材料を適切に決定し、適切な圧力テストで検証すれば、設置は数十年間にわたって予測どおりに動作します。