Проектирование сантехнических систем для многоэтажных домов . Проектирование сантехнических систем для многоэтажных зданий Мэри Джой Туба Проектирование водопроводных систем для многоэтажных зданий ПРОЕКТИРОВАНИЕ САНТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ Для сантехнических целей термин многоэтажный применяется к зданиям, которые слишком высоки для того, чтобы их можно было покрыть. нормальное давление в водопроводной сети.Рекомендации по проектированию системы распределения охлажденной воды 4. Затем поток сливается в дренажную трубу.

Система, в которой требуется только 1 труба и не требуется вентиляционная труба, поскольку она может функционировать как вентиляционная труба. Чтобы скачать статью, перейдите по следующей ссылке. Автоматизация зданий Предисловие и руководство по внедрению 3.

Системы повышения давления воды.Система с одним стеком 1. В число систем входили: 1 стандартный электрический водонагреватель с накопительным баком с распределительной системой в виде медного дерева, 2 центральный водонагреватель без резервуара с системой параллельного распределения по трубам из полиэтилена PEX и 3 водонагревателя для нескольких точек использования с система распределения медного дерева.

Системы горячего водоснабжения и прочие двойные системы подачи. Централизованная система инженерных коммуникаций, которая включает в себя внутреннюю сантехнику, механическую и электрическую, использует услуги всех клиентов в здании, часто с очень разными потребностями и требованиями.Руководство по проектированию лаборатории 7.

Консультант по строительству здания, удобного для сантехники. Ред. 1 мая 2018 г. Установка и проектирование сантехники должны соответствовать местным строительным нормам, чтобы гарантировать соблюдение правовых норм и безопасности.

Их можно определить следующим образом. Вот факторы, которые следует учитывать при проектировании новой сантехнической системы для ванной, кухни, прачечной и других помещений, где требуются водопроводные сети.Давление в водопроводной сети составляет 812 метров 25 40 футов, что может обеспечить типичное двухэтажное здание, но для более высоких зданий может потребоваться усилитель давления.

Проектирование водопроводных систем для многоэтажных зданий В сантехнических целях термин «многоэтажные» применяется к зданиям, которые слишком высоки для обеспечения нормального давления в водопроводной сети общего пользования. Шаг 1.

Отопление, вентиляция и охлаждение исторических зданий — проблемы и рекомендуемые подходы

ИНФОРМАЦИЯ О КОНСЕРВАЦИИ

Исторический котел в рабочем состоянии.Фото: файлы NPS.

Шарон К. Парк, AIA

Потребность в современных механических системах — одна из наиболее частых причин, по которой нужно проводить работы на исторических зданиях . Такая работа включает модернизацию старых механических систем, повышение энергоэффективности существующих зданий, установку новых систем отопления, вентиляции или кондиционирования воздуха (HVAC) или — особенно для музеев — установку системы климат-контроля с функциями увлажнения и осушения.Решения об установке новых систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или климат-контроля часто являются результатом заботы о здоровье и комфорте жителей, желанием сделать старые здания доступными на рынке или необходимостью предоставить специализированные среды для работы компьютеров, хранения артефактов или демонстрации музейных коллекций. К сожалению, удобству обитателей и заботам об объектах внутри здания иногда уделяется больше внимания, чем самому зданию. Во многих случаях применение современных стандартов внутреннего климатического комфорта к историческим зданиям оказывается пагубным для исторических материалов и декоративной отделки.

В данном обзоре по консервации подчеркивается важность тщательного планирования для того, чтобы уравновесить цели консервации с потребностями внутреннего климата в здании. Он не предназначен для использования в качестве технического руководства для расчета тоннажа или размеров трубопроводов или воздуховодов. Скорее, это краткое описание определяет некоторые проблемы, связанные с установкой механических систем в исторических зданиях, и рекомендует подходы к минимизации физических и визуальных повреждений, связанных с установкой и обслуживанием этих новых или модернизированных систем.

Исторические здания нелегко приспособить для размещения современных прецизионных механических систем. На раннем этапе необходимо обеспечить тщательное планирование, чтобы гарантировать правильность решений, принимаемых на этапах проектирования и установки новой системы. Поскольку новые механические и другие связанные системы, такие как электрические и противопожарные, могут использовать до 10% площади здания и 30–40% от общего бюджета на восстановление, решения должны приниматься систематически и скоординированно.Установка несоответствующих механических систем может привести к одному или всем из следующего:

• большие участки исторических материалов удалены для установки или дома новые системы.
• исторических структурных систем ослаблены под тяжестью, и выдерживание вибрации от крупного оборудования.
• Влага, попавшая в здание в результате новой системы, мигрирует в исторические материалы и вызывает повреждение, в том числе биоразложение, замораживание / оттаивание действие и окрашивание поверхности.
• внешняя облицовка или внутренняя отделка сняты для установки новых пароизоляция и утеплитель.
• исторической отделки, элементов и пространств изменены подвесными потолками коробчатые погоны или неудачно расположенные решетки, регистры и оборудование.
Системы
• , которые слишком велики или слишком малы, устанавливаются раньше, чем там это четко запланированное использование или новый арендатор.

Подвесные потолки, закрывающие систему кондиционирования воздуха, закрывают также исторические окна, изменяя их пропорции и теряя исторический облик.Фото: файлы NPS.

Для исторической собственности очень важно понимать, какие помещения, особенности и отделка являются историческими в здании, что следует сохранить и каковы реальные потребности в отоплении, вентиляции и охлаждении для здания, его жителей и его содержимого. Системный подход, включающий планирование консервации, дизайн консервации и последующую программу мониторинга и обслуживания, может гарантировать, что новые системы будут успешно добавлены — или существующие системы будут соответствующим образом модернизированы — при сохранении исторической целостности здания.

Не существует определенной формулы для определения того, какой тип механической системы лучше всего подходит для конкретного здания. Каждое здание и его потребности необходимо оценивать отдельно. Некоторые здания будут настолько значительными, что необходимо приложить все усилия для защиты имеющихся исторических материалов и систем с минимальным вмешательством со стороны новых систем. В некоторых зданиях будут музейные коллекции, требующие особого климат-контроля. В таких случаях необходимо учитывать потребности куратора, но не в ущерб историческому ресурсу здания.Остальные здания будут отремонтированы для коммерческого использования. Для них может быть приемлемо множество систем, при условии сохранения значительных пространств, особенностей и отделки.

Большинство механических систем требуют модернизации или замены в течение 15-30 лет из-за износа или доступности улучшенных технологий. Следовательно, исторические здания не следует сильно изменять или приносить в жертву каким-либо иным образом ради достижения краткосрочных системных целей.

История механических систем в зданиях включает в себя изучение изобретений и изобретательности, когда владельцы зданий, архитекторы и инженеры разрабатывали способы улучшения внутреннего климата в своих зданиях.Ниже приведены основные моменты эволюции систем отопления, вентиляции и охлаждения в исторических зданиях.

Восемнадцатый век

Первые системы отопления и вентиляции в Америке полагались на здравый смысл в управлении окружающей средой. Строители специально размещали дома, чтобы запечатлеть зимнее солнце и преобладающий летний ветерок; они выбрали материалы, которые могут помочь защитить жителей от непогоды, и приняли меры против атмосферных осадков и повреждения системы дренажа.Расположение и размеры окон, дверей, подъездов и сам план этажа часто менялись, чтобы обеспечить максимальную вентиляцию. Отопление осуществлялось в основном с помощью каминов или печей и, следовательно, являлось источником поставки. В 1744 году Бенджамин Франклин сконструировал свою «Пенсильванскую печь» с забором свежего воздуха, чтобы максимально увеличить тепло, излучаемое в комнату, и минимизировать раздражающий дым.

В зданиях XIX века использовались подъезды, купола и навесы, чтобы летом было удобнее.Фото: файлы NPS.

Теплоизоляция была рудиментарной — часто плетень и мазня, кирпич и дерево. Уровень комфорта для пассажиров был низким, но относительно небольшая разница между внутренней и внешней температурой и относительной влажностью позволяла строительным материалам расширяться и сжиматься в зависимости от времени года.

Региональные стили и архитектурные особенности отражают региональный климат. В теплом, сухом и солнечном климате толстые глинобитные стены укрывали от солнца и сохраняли прохладу внутри.Веранды, дворы, веранды и высокие потолки также уменьшали воздействие солнца. Жаркий и влажный климат требовал высоких жилых этажей, решеток и ставен, балконов и внутренних дворов для циркуляции воздуха.

Девятнадцатый век

Промышленная революция впервые предоставила технологические средства контроля окружающей среды. Двойное развитие энергии пара из угля и промышленного массового производства сделало возможными первые системы центрального отопления с распределением нагретого воздуха или пара с использованием металлических каналов или труб. Были усовершенствованы первые котлы из кованого железа, и к концу века паровые радиаторные системы и системы водяного отопления низкого давления стали широко использоваться как в офисах, так и в жилых домах. Некоторые крупные институциональные здания нагревали воздух в печах и распределяли его по всему зданию в кирпичных дымоходах с сетью металлических труб, доставляющих нагретый воздух в отдельные комнаты. В жилых домах того периода часто использовались гравитационные системы горячего воздуха с декоративными решетками для пола и потолка.

Вентиляция стала более научной, и введение свежего воздуха в здания стало важным компонентом отопления и охлаждения.Улучшенная принудительная вентиляция стала возможной в середине века с появлением механических вентиляторов. Архитектурные элементы, такие как веранды, навесы, оконные и дверные фрамуги, большие ажурные железные стропильные фермы, мониторы на крыше, купола, световые люки и оконные проемы помогали рассеивать тепло и обеспечивать здоровую вентиляцию.

Полостная конструкция стены, популярная в каменных конструкциях, улучшает изоляционные качества здания, а также обеспечивает естественную полость для отвода влаги, образующейся внутри здания.В некоторых зданиях крошка из золы и сломанная кладка между железными балками и сводчатыми перекрытиями обеспечивали теплоизоляцию, а также противопожарную защиту. Минеральная вата и пробка были новыми источниками легкой изоляции и предшественниками современных утеплителей из войлока и одеял.

Однако современных технологий было недостаточно для создания «плотных» зданий. Разница между внутренней и внешней температурами по-прежнему была умеренной. Частично это было связано с ограничениями ранней изоляции, почти исключительным использованием окон с одинарным остеклением и отсутствием герметичной конструкции.Наличие вентиляторов и опора на архитектурные особенности, такие как открывающиеся окна, купола и фрамуги, обеспечивали достаточное движение воздуха для хорошей вентиляции зданий. Строительные материалы могут вести себя довольно традиционным образом, расширяясь и сужаясь в зависимости от времени года.

Решетка возвратного воздуха успешно экранирована за аркой. Фото: файлы NPS.

Двадцатый век

Двадцатый век стал свидетелем интенсивного развития новых технологий и идеи полной интеграции механических систем.Нефтяные и газовые печи, разработанные в девятнадцатом веке, были усовершенствованы и стали более эффективными, а электричество стало важнейшим источником энергии для строительных систем во второй половине века. Системы принудительного воздушного отопления с воздуховодами и регистрами стали популярными для всех типов зданий и позволили архитекторам экспериментировать с архитектурными формами, свободными от механических препятствий.

В 1920-х годах в крупных театрах и аудиториях было введено центральное кондиционирование воздуха, а к середине века системы принудительной вентиляции, объединяющие отопление и кондиционирование в одном воздуховоде, установили новый стандарт комфорта и удобства. Комбинация и координация множества систем объединились в высотных зданиях после Второй мировой войны; В проект здания были интегрированы комплексные системы отопления и кондиционирования воздуха, электрические лифты, механические опоры, вентиляторы и комплексное электрическое освещение.

Улучшены изоляционные качества строительных материалов. Синтетические материалы, такие как изоляция из стекловолокна, были полностью разработаны к середине века. В строительных журналах рекламировались прототипы теплоизоляционных стеклопакетов и интегрированных систем штормовых окон.Конопатка для герметизации воздуха по периметру оконных и дверных проемов стала стандартной конструктивной деталью.

В последней четверти двадцатого века системы HVAC стали более энергоэффективными и более интегрированными. Использование пароизоляции для контроля миграции влаги, термоэффективных окон, уплотнений и прокладок, сжатой тонкостенной изоляции стало стандартной практикой. Новые интегрированные системы теперь сочетают контроль микроклимата в салоне с пожаротушением, освещением, фильтрацией воздуха, контролем температуры и влажности, а также обнаружением безопасности. Компьютеры регулируют производительность этих интегрированных систем в зависимости от времени суток, дня недели, загруженности и температуры окружающей среды.

Хотя технология механических систем двадцатого века оказала огромное влияние на создание комфортных исторических зданий, внедрение этих новых систем в старые здания сопряжено с определенными проблемами. Попытка соответствовать и поддерживать современные стандарты контроля климата может на самом деле нанести ущерб историческим ресурсам.Современные системы часто чрезмерно проектируются, чтобы компенсировать присущую им неэффективность материалов и планировок некоторых исторических зданий. Меры по модернизации энергии, такие как установка изоляции внешних стен и пароизоляции или герметизация окон и вентиляционных отверстий, в конечном итоге влияют на производительность и могут сократить срок службы стареющих исторических материалов.

Для сложных механических систем институциональных зданий может потребоваться центральная диспетчерская. Фото: файлы NPS.

В целом, чем больше разница между внутренней и внешней температурой и влажностью, тем выше вероятность повреждения.Поскольку естественное давление пара перемещает влагу из теплого помещения в более холодное и сухое, на строительных материалах в более холодном месте или в них будет происходить конденсация. Например, слишком низкая влажность зимой может привести к сушке и растрескиванию исторических деревянных или окрашенных поверхностей. Слишком высокая влажность зимой приводит к тому, что влага собирается на холодных поверхностях, таких как окна, или перемещается в стены. В результате этот конденсат портит деревянные или металлические окна и вызывает гниение стен и деревянных элементов конструкции, увлажняя изоляцию и удерживая влагу на внешних поверхностях.Миграция влаги через стены может вызвать коррозию металлических анкеров, уголков, гвоздей или проволочной рейки, может образовывать пузыри и отслаивание внешней краски или может оставлять высолы и отложения соли на внешней кладке. В холодном климате повреждения от замерзания-оттаивания могут возникнуть из-за чрезмерной влажности внешних стен.

Чтобы избежать подобных повреждений исторического здания, важно понимать, как компоненты здания работают вместе как система. В любой новой или модернизированной системе HVAC или климат-контроля необходимо учитывать методы контроля температуры и влажности в помещении и улучшения вентиляции.Хотя определенные меры по модернизации энергетики окажут положительное влияние на здание в целом, установка эффективных пароизоляционных материалов в исторических стенах затруднительна и часто приводит к разрушению важных исторических материалов.

Системы климат-контроля обычно классифицируются в зависимости от среды, используемой для кондиционирования температуры: воздух, вода или их комбинация. Сложность выбора, с которым сталкивается владелец или менеджер здания, означает, что систематический подход имеет решающее значение при определении наиболее подходящей системы для здания, его содержимого и людей, в которых оно находится. Независимо от того, какая система установлена, это приведет к изменению внутреннего климата. Это физическое изменение, в свою очередь, повлияет на работу строительных материалов. Новые регистры, решетки, шкафы или другие аксессуары, связанные с новой механической системой, также визуально изменят внутренний (а иногда и внешний) внешний вид здания. Независимо от типа или степени механической системы, владелец исторического здания до установки системы должен знать, как она будет выглядеть и какие проблемы можно ожидать в течение срока службы этой системы.Потенциальный ущерб зданию и затраты владельца на выбор неправильной механической системы очень велики.

Использование здания и его содержимого в значительной степени определяет лучший тип механической системы. Исторические строительные материалы и технология строительства, а также размер и наличие второстепенных пространств в исторической структуре повлияют на выбор системы. Возможно, потребуется исследовать комбинацию систем. В каждом случае необходимо учитывать потребности пользователя, потребности здания и потребности коллекции или оборудования. Возможно, нет необходимости иметь комплексную систему климат-контроля, если чувствительные к климату объекты можно разместить в специальных помещениях или витринах с климат-контролем. Возможно, нет необходимости иметь центральное кондиционирование воздуха в мягком климате, если системы естественной вентиляции могут быть улучшены за счет использования исправных окон, навесов, вытяжных вентиляторов и других «низкотехнологичных» средств. Современные стандарты контроля микроклимата, разработанные для нового строительства, могут оказаться недостижимыми или нежелательными для исторических зданий.В каждом случае следует выбирать самый низкий уровень вмешательства, необходимый для успешного выполнения работы.

Перед выбором системы рекомендуется выполнить следующие шаги планирования:

1. Определить использование здания . Предлагаемое использование здания (музейное, коммерческое, жилое, торговое) будет влиять на тип системы, которая должна быть установлена. Количество людей и функций, которые будут размещены в здании, определяет уровень комфорта и обслуживания, которые должны быть предоставлены.Избегайте использования, которое требует серьезных изменений в значительных архитектурных пространствах. Какова интенсивность использования здания: периодическое или постоянное использование, особые мероприятия или сезонные мероприятия? Потребуются ли для использования здания новые важные услуги, такие как рестораны, прачечные, кухни, раздевалки или другие помещения, в которых выделяется влага, которая может усугубить контроль климата в историческом пространстве? В контексте сохранения исторического наследия использование, которое требует радикальной реконфигурации исторических пространств, не подходит для этого здания.

2. Собрать квалифицированную команду. В идеале эта группа должна состоять из архитектора по консервации, инженера-механика, инженера-электрика, инженера-строителя и консультантов по консервации, каждый из которых должен знать правила и местные требования. Если речь идет о специальном использовании (церковь, музей, художественная студия) или коллекции, следует также нанять специалиста, знакомого с механическими требованиями этого типа здания или коллекции.

Члены команды должны быть знакомы с потребностями исторических зданий и уметь сбалансировать комплексные факторы: сохранение исторической архитектуры (эстетика и сохранение), требования, налагаемые механическими системами (количественно измеренные нагрузки на отопление и охлаждение), строительные нормы (здоровье и безопасность), требования арендатора (качество комфорта, простота эксплуатации), доступ (обслуживание и будущая замена) и общие затраты для владельца.

3. Провести оценку состояния существующего здания и его систем . Какие существуют строительные материалы и механические системы? В каком они состоянии и можно ли использовать их повторно? Где расположены существующие чиллеры, котлы, кондиционеры или градирни? Посмотрите на состояние всех других служб, которые могут выиграть от интеграции в новую систему, таких как электрические системы и системы пожаротушения. Где можно повысить энергоэффективность, чтобы уменьшить размеры любого добавляемого нового оборудования, и какие из исторических особенностей, например.г. ставни, навесы, мансардные окна можно использовать повторно? Оцените проникновение воздуха через внешнюю оболочку; контролировать температуру и влажность в помещении с помощью гигротермографов не менее года. Определите недостатки здания, участка или оборудования или наличие асбеста, которые необходимо исправить до установки или модернизации механических систем.

4. Определите приоритетность архитектурно значимых пространств, отделки и функций, которые необходимо сохранить . Существенные архитектурные пространства, отделка и особенности должны быть идентифицированы и оценены с самого начала, чтобы гарантировать их сохранность.Сюда входят важные существующие механические системы или элементы, такие как декоративные решетки радиаторов горячей воды, сложные переключатели и немеханические архитектурные элементы, такие как купола, фрамуги или подъезды. Определите незначительные пространства, где может быть размещено механическое оборудование, и второстепенные пространства, где можно разместить оборудование и распределительные устройства, работающие как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Подходящие второстепенные пространства для жилищного оборудования могут включать чердаки, подвалы, пентхаусы, антресоли, подвесные потолки или полости в полу, вертикальные выступы, лестничные башни, туалеты или внешние подземные своды.

Гибкие воздуховоды, показанные здесь, могут быть выгодно использованы в тесных чердачных помещениях. Фото: файлы NPS.

5. Ознакомьтесь с местными строительными и противопожарными нормами . Владельцы или их представители должны встречаться заранее и часто с местными властями. Необходимо проверить юридические требования; например, можно ли повторно использовать существующие воздуховоды или модифицировать их с помощью заслонок? Требуется ли сокращение выбросов асбеста? Каковы действующие нормы и стандарты в области энергетики, пожарной безопасности и безопасности и как они могут быть соблюдены при сохранении исторического характера здания? Как управлять противопожарными стенами и номинальными механическими системами между несколькими арендаторами? Требуется ли приток свежего воздуха к лестничным башням, что повлияет на внешний вид здания? Многие требования норм по охране здоровья, энергии и безопасности будут влиять на решения, принимаемые в отношении механического оборудования для управления микроклиматом. Важно знать, что они из себя представляют, до того, как начнется этап проектирования.

6. Оцените варианты для типа и размера систем . Необходимо разработать матрицу или технико-экономическое обоснование, чтобы сбалансировать преимущества и недостатки различных систем. Факторы, которые следует учитывать, включают нагрев и / или охлаждение, тип топлива, систему распределения, устройства управления, генерирующее оборудование и аксессуары, такие как фильтрация и увлажнение. Каковы первоначальные затраты на установку, прогнозируемые затраты на топливо, долгосрочное обслуживание и затраты на жизненный цикл этих компонентов и систем? Используются ли повторно и обновляются ли части существующей системы? Нельзя упускать из виду преимущества дополнительной вентиляции.Каковы компромиссы между одной большой центральной системой и несколькими меньшими системами? Что делать: приточно-вытяжная система, двухтрубная система фанкойлов или комбинированная водовоздушная система? Какое место доступно для оборудования и системы распределения? Оцените уровни пожарной опасности различных видов топлива. Понимать преимущества и недостатки различных типов доступных механических систем. Затем оцените каждую из этих систем в свете целей сохранения, установленных на этапе проектирования.

Водяные системы: водяные радиаторы, фанкойлы или радиационные трубы

Водные системы обычно называют гидравлическими и используют сеть труб для подачи воды к радиаторам горячей воды, излучающие трубы, установленные в полу, или шкафы с фанкойлами, которые могут обеспечивать как обогрев, так и охлаждение. Котлы производят горячую воду или пар; чиллеры производят охлажденную воду для использования с фанкойлами. Термостаты контролируют температуру по зонам для радиаторов и теплых полов.

Фанкойл в подвале подает контролируемый воздух в основное пространство наверху.Фото: любезно предоставлено Карен Суини, дом-студия Фрэнка Ллойда Райта.

Фанкойлы имеют индивидуальное управление. Теплые полы обеспечивают тихое, равномерное тепло, но это не обычное дело.

Преимущества: Трубопроводные системы, как правило, легче устанавливать в исторических зданиях, потому что трубы меньше, чем воздуховоды.

Недостатки: Однако существует риск скрытых протечек в стене или прорыва труб зимой в случае выхода котла из строя. Поддоны для сбора конденсата фанкойла могут переполниться, если они не обслуживаются должным образом.Фанкойлы могут быть шумными.

Гидравлические радиаторы

Радиаторы или радиаторы плинтуса соединяются петлей и обычно устанавливаются под окнами или вдоль стен по периметру. Новые котлы и циркуляционные насосы могут модернизировать старые системы. Большинство трубопроводов было чугунным, хотя можно использовать медные системы, если они расположены отдельно. Доступны современные чугунные плинтусы и медные ребристые трубы. Исторические радиаторы можно отремонтировать.

Фанкойлы

В системах фанкойлов используются распределительные шкафы в каждой комнате, обслуживаемые 2, 3 или 4 трубами диаметром примерно 11/2 дюйма каждая.Вентилятор обдувает змеевики, которые обслуживаются горячей или холодной водой. Каждым шкафом фанкойла можно управлять индивидуально. Четырехтрубные фанкойлы могут обеспечивать как обогрев, так и охлаждение круглый год. Большинство трубопроводов — стальные. Не шкафы могут быть скрыты в шкафах или могут быть построены нестандартные шкафы, такие как скамейки.

Центральные воздушные системы

Основная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) представляет собой воздушную систему с однозонным приводом от вентилятора, предназначенную для распределения низкого, среднего или высокого давления.Система состоит из приводов компрессора, чиллеров, конденсаторов и печи, в зависимости от того, нагретый воздух, охлаждается или и то, и другое. Конденсаторы, как правило, с воздушным охлаждением, расположены снаружи. Воздуховоды изготавливаются из листового металла или гибкого пластика и могут быть изолированы. Свежий воздух может циркулировать. Регистры могут быть предназначены для потолков, полов и стен. Система контролируется термостатами; по одному на зону.

Преимущества: Канальные системы обеспечивают высокий уровень контроля внутренней температуры, влажности и фильтрации. Зонированные единицы могут быть относительно небольшими и хорошо скрытыми.

Недостатки: Ущерб от установки системы воздуховодов без достаточного пространства может быть серьезным для исторического здания. Системы нуждаются в постоянной балансировке и могут быть шумными.

Basic HVAC

Большинство жилых или небольших коммерческих систем будут состоять из основной печи с охлаждающим змеевиком, установленным в блоке, и компрессора или конденсатора хладагента, расположенного за пределами здания. Каналы отопления и охлаждения обычно используются совместно.Если к базовой системе HVAC добавить сложное увлажнение и осушение, в результате получится полноценная система климат-контроля. Это часто может удвоить размер оборудования.

Базовый тепловой насос / воздушная система

Тепловой насос представляет собой базовую систему HVAC, описанную выше, за исключением метода производства горячего и холодного воздуха. Система работает в основном холодильном цикле, в котором скрытая теплота извлекается из окружающего воздуха и используется для испарения паров хладагента под давлением. Функции переключателя конденсатора и испарителя при необходимости нагрева. Тепловые насосы, несколько менее эффективные в холодном климате, могут быть оснащены катушкой электрического сопротивления.

Комбинированные системы подачи воздуха и воды

Эти системы популярны для реставрационных работ, потому что они сочетают в себе простоту установки трубопроводной системы с производительностью и контролем системы воздуховодов. Меньшие приточно-вытяжные установки, в отличие от фанкойлов, могут располагаться по всему зданию с обслуживанием от центрального котла и чиллера.Во многих случаях вода поступает с центральной станции, обслуживающей комплекс зданий.

Эта система преодолевает недостатки центральной системы воздуховодов, в которой отсутствуют подходящие горизонтальные или вертикальные участки для воздуховодов. Оборудование, которое меньше по размеру, также может работать тише и вызывать меньшую вибрацию. Если в здании используется только один кондиционер, можно разместить все оборудование в хранилище за пределами здания и направлять в здание только кондиционированный воздух.

Преимущества: гибкость при установке с использованием трубопроводов большей длины с более короткими участками воздуховодов; Воздухоочистители могут поместиться в небольших помещениях.

Недостатки: участки трубопроводов могут иметь необнаруженные утечки; кондиционеры могут быть шумными.

Другие компоненты системы

Нельзя упускать из виду несистемные компоненты, если они могут сделать здание более комфортным, не нанося ущерба историческому ресурсу или его коллекции.

Установка вентилятора (здесь успешно замаскирована) для усиления вентиляции может стать успешной нетехнологичной заменой кондиционирования воздуха.Фото: любезно предоставлено, деревня Шелбурн.

Преимущества: компоненты могут обеспечить приемлемый уровень комфорта без необходимости во всей системе.

Недостатки: Точечное отопление, охлаждение и колебания влажности могут повредить чувствительные коллекции или мебель. Если желательна интегрированная система, компоненты могут предоставить только временное решение.

Переносной кондиционер

Большинство индивидуальных кондиционеров устанавливаются в окнах или через внешние стены, что может нанести как визуальный, так и физический ущерб историческим зданиям.Доступны более новые портативные кондиционеры, которые устанавливаются в комнате и выходят прямо наружу через небольшую щель, образованную приподнятой оконной створкой.

Вентиляторы

Вентиляторы должны рассматриваться в большинстве случаев для улучшения вентиляции. Вентиляторы могут быть расположены на чердаках, наверху лестницы или в отдельных комнатах. В умеренном климате вентиляторы могут устранить необходимость в установке систем центрального кондиционирования.

Осушители воздуха

В домах без центральной системы кондиционирования воздуха осушитель может решить проблемы во влажном климате.Сезонное использование осушителей может удалить влагу из сырых подвалов и уменьшить рост грибка.

Обогреватели

Переносные лучистые обогреватели, например, с водой и гликолем, могут временно обеспечивать тепло в зданиях, которые используются нечасто, или во время сбоев систем. Следует проявлять осторожность, чтобы не создать опасность возгорания из-за неправильно подключенных устройств.

При проектировании системы важно предвидеть, как она будет установлена, как минимизировать ущерб историческим материалам и насколько заметной будет новая механическая система в восстановленных или реконструированных помещениях.Необходимое пространство для механического оборудования часто бывает огромным; в некоторых случаях может быть полезно искать места за пределами здания, включая подземные хранилища, для размещения некоторого оборудования, но только в том случае, если это не оказывает неблагоприятного воздействия на исторический ландшафт или прилегающие археологические ресурсы. Следует изучить различные способы уменьшения нагрузок на нагрев и охлаждение (и, следовательно, размера оборудования). Это может означать небольшое снижение уровня комфорта в интерьере, увеличение количества зон климат-контроля или повышение энергоэффективности здания.

На этапе проектирования новой системы предлагаются следующие действия:

1. Установите особые критерии для новой или модернизированной механической системы . Новые системы должны быть установлены с минимальным повреждением ресурса и должны быть визуально совместимы с архитектурой здания. Их следует устанавливать таким образом, чтобы их было легко обслуживать, поддерживать и обновлять в будущем. Если в зданиях есть коллекции, компьютерные залы, хранилища или особые условия, требующие наблюдения, должны быть установлены устройства для наблюдения за безопасностью и резервным копированием.Новые системы должны работать в структурных пределах исторического здания. Они не должны создавать чрезмерной вибрации, чрезмерного шума, пыли или плесени, а также лишней влаги, которая могла бы повредить исторические строительные материалы. Если какое-либо оборудование будет размещено за пределами здания, это не должно повлиять на исторический облик здания или участка, а также на археологические ресурсы.

2. Определите приоритетность требований к новой системе климат-контроля . Использование здания определит уровень внутреннего комфорта и климат-контроля. Иногда внутри исторического здания можно смело создать различные температурные зоны. Такой зональный подход может быть подходящим для зданий со специализированными хранилищами коллекций, для зданий со смешанным использованием или для больших зданий с различным внешним воздействием, схемами размещения и графиками подачи контролируемого воздуха. Для специальных архивов, складских помещений или компьютерных залов может потребоваться совершенно иной климат-контроль, чем в остальной части здания.Определите уровни температуры и влажности для пассажиров и коллекций, а также требования к вентиляции между различными зонами. Определите, будет ли система работать 24 часа в сутки или только в рабочие или рабочие часы. Определите, какие элементы управления являются оптимальными (ручное, компьютерное, предустановленное автоматическое или другое). Размер и расположение оборудования для работы в этих различных ситуациях в конечном итоге также повлияет на конструкцию всей системы.

Этот радиатор можно назвать важным элементом интерьера.При любых работах по модернизации механической системы она будет сохранена и сохранена, даже если она не функционирует. Фото: файлы NPS.

3. Свести к минимуму влияние нового HVAC на существующую архитектуру . Критерии проектирования новой системы должны основываться на типе архитектуры исторического ресурса. Следует учитывать, является ли система доставки видимой или скрытой. Утилитарные и промышленные пространства могут принять более заметную и функциональную систему.Более формальные, богато украшенные пространства, которые могут быть частью интерпретирующей программы, могут потребовать менее видимой или замаскированной системы. Система воздуховодов должна устанавливаться без вырывания или ограждения больших участков пола, стен или потолка. Следует установить систему влажных трубопроводов, чтобы скрытые протечки не повредили важные декоративные отделки. В каждом случае необходимо оценивать не только тип системы (воздух, вода, комбинация), но и ее распределение (воздуховод, труба) и внешний вид поставки (решетки, шкафы или регистры). Может потребоваться сочетание различных систем, чтобы сохранить историческое здание. Существующие чейзы следует использовать повторно, когда это возможно.

4. Баланс количественных требований и целей консервации . Идеальная система может быть недоступна для каждого исторического ресурса из-за стоимости, ограничений по объему, требований кода или других факторов, находящихся вне контроля владельца. Тем не менее, значительные исторические помещения, отделка и особенности могут быть сохранены почти в каждом случае, даже с учетом этих ограничений.Например, если некоторые области потолка необходимо немного опустить для размещения воздуховодов или трубопроводов, они должны находиться во второстепенных областях, вдали от декоративных потолков или высоких окон. Если современные оконечные устройства фанкойлов должны быть видны в исторических местах, следует рассмотреть возможность индивидуального проектирования шкафов или использования меньших блоков в большем количестве мест, чтобы уменьшить их влияние. Если решетки и регистры должны быть расположены в значительных пространствах, они должны быть спроектированы так, чтобы работать в рамках геометрии или размещения декоративных элементов.Все новые элементы, такие как воздуховоды, регистры, участки трубопроводов и механическое оборудование, должны устанавливаться обратимым образом, чтобы их можно было удалить в будущем без дальнейшего повреждения здания.

После установки система потребует регулярного обслуживания и балансировки для обеспечения надлежащего уровня производительности. В некоторых случаях были разработаны чрезвычайно сложные компьютеризированные системы для контроля внутреннего климата, но они все еще нуждаются в мониторинге со стороны обученного персонала.

Спринклерная система ненавязчиво размещена за фальш-карнизом в конце коридора. Фото: файлы NPS.

Если для ресурса важны коллекционные экспонаты и архивное хранилище, система климат-контроля потребует постоянного контроля и настройки. Резервные системы также необходимы для предотвращения повреждений, когда основная система не работает. Владелец, менеджер или начальник службы технического обслуживания должны знать обо всех аспектах новой системы климат-контроля и иметь план действий до ее установки.

Следует проводить регулярные тренинги по эксплуатации, мониторингу и обслуживанию новой системы как для кураторов, так и для обслуживающего персонала. Если существуют кураторские причины для поддержания постоянного уровня температуры или влажности, только лица, тщательно обученные работе систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, должны иметь возможность регулировать термостаты. Плохо информированные и случайные попытки отрегулировать уровень комфорта или сэкономить энергию в выходные и праздничные дни могут нанести большой ущерб.

DO:

• Использовать ставни, открывающиеся окна, веранды, шторы, навесы, тенистые деревья и другие исторически соответствующие немеханические особенности исторических зданий для уменьшения нагрузки на отопление и охлаждение.Подумайте о добавлении тщательно продуманных штормовые окна в существующие исторические окна.
• По возможности сохранить или модернизировать существующие механические системы: для например, повторно использовать радиаторные системы с новыми котлами, модернизировать вентиляцию внутри в здании установите соответствующие термостаты или гигростаты.
• Повышение энергоэффективности существующих зданий путем установки теплоизоляции на чердаках и в подвалах. Добавьте теплоизоляцию и пароизоляцию снаружи стены только тогда, когда это можно сделать без дальнейшего повреждения ресурса.
• В основных помещениях сохранить декоративные элементы исторической системы. когда возможно. Сюда входят переключатели, решетки и радиаторы. Быть творчески адаптировать эти функции для работы в новых или обновленных система.
• Используйте пространство в существующих выемках, шкафах или шахтах для нового распределения системы.
• Проектируйте системы климат-контроля, совместимые с архитектурой здания: скрытая система для формальных пространств, более открытые системы возможно в промышленных или второстепенных помещениях. В формальных областях избегайте стандартных коммерческие регистры и использовать пользовательские регистры слотов или другие менее навязчивые решетки.
• Размер системы должен соответствовать физическим ограничениям здания. Используйте многозональные блоки меньшего размера в сочетании с существующими вертикальными валами, например, многоуровневые туалеты, или подумайте о размещении оборудования в подземных хранилищах, если возможно.
• Обеспечьте соответствующую вентиляцию механических помещений, а также все здание.Выборочно устанавливайте решетки воздухозаборника в менее заметных местах. подвал, чердак или задние помещения.
• Поддерживать соответствующий уровень температуры и влажности в соответствии с требованиями без ускорения порчи исторических строительных материалов. Установите регулярные графики мониторинга.
• Разработайте систему с учетом доступа для обслуживания и будущей замены системы.
• Для особо важных зданий установите мониторы безопасности и резервное копирование. такие функции, как двойные сковороды, датчики влаги, выстилки с подкладкой и аккумулятор пакеты для предотвращения или обнаружения утечек и других повреждений в результате сбоев системы.
• Иметь программу регулярного технического обслуживания для продления срока службы оборудования и обеспечить надлежащую производительность.
• Обучать персонал контролировать работу оборудования и действовать со знанием дела при авариях или поломках.
• Имейте план действий на случай чрезвычайной ситуации как для здания, так и для всех кураторских коллекций. в случае серьезных неисправностей или поломок.

НЕЛЬЗЯ:

• Не устанавливайте новую систему, если она вам не нужна.
• Не переключайтесь на новый тип системы (например, с принудительной подачей воздуха), если для новой системы недостаточно места или подходящего места для ее установки.
• Не переоценивайте новую систему. Не добавляйте кондиционер или климат-контроль, если они не являются абсолютно необходимыми.
• Не обрезайте внешние стены исторического здания, чтобы добавить сквозные системы отопления и кондиционирования воздуха. Они уродуют визуально, они разрушают историческую ткань, а сток конденсата с таких элементов может еще больше повредить исторические материалы.
• Не повреждайте историческую отделку, не маскируйте исторические особенности и не изменяйте исторические помещения при установке новых систем.
• Не бросайте потолки или переборки через оконные проемы.
• Не удаляйте ремонтируемые исторические окна и не заменяйте их тепловыми окнами неправильной конструкции.
• Не закрывайте открывающиеся окна, кроме как в музее, где контролируются загрязнители воздуха и пыль.
• Не размещайте конденсаторы, солнечные панели, дымоходы, вентиляционные отверстия или другое оборудование на видимых частях крыш или в значимых местах на объекте.
• Не перегружайте конструкцию здания весом нового оборудования, особенно на чердаке.
• Не подвергайте исторические строительные материалы нагрузке из-за вибрации нового оборудования.
• Не позволяйте конденсату на окнах или внутри стен гнить или раскалывать прилегающие исторические строительные материалы.

Обслуживающий персонал должен научиться управлять, контролировать и обслуживать механическое оборудование. Они должны знать, где хранятся руководства по обслуживанию.Необходимо разработать графики текущего обслуживания для замены и очистки фильтров, вентиляционных отверстий и поддонов для сбора конденсата для борьбы с грибком, плесенью и другими опасными для здоровья организмами. Такие наросты могут навредить как жителям, так и технике. (В трубопроводных системах, например, формы в поддонах для конденсата могут блокировать дренажные линии и вызывать утечку перелива на готовые поверхности). Обслуживающий персонал также должен иметь возможность контролировать соответствующие датчики, шкалы и термографы. Персонал должен быть обучен вмешиваться в аварийные ситуации, знать, где находятся главные органы управления и к кому обращаться в аварийной ситуации.По мере найма нового персонала им также потребуется обучение обслуживанию.

В дополнение к регулярному циклическому техническому обслуживанию время от времени необходимо проводить тщательные проверки для оценки непрерывной работы системы климат-контроля. По мере старения системы части могут выйти из строя, и могут появиться признаки неисправности. В плохо проветриваемых помещениях может пахнуть плесенью. На поверхностях стен могут быть пятна, мокрые пятна, пузыри или другие признаки повреждения от влаги. Регулярные тесты на качество воздуха, влажность и температуру должны показать, правильно ли работает система.Если в результате новой системы появилось повреждение, ее следует немедленно отремонтировать, а затем внимательно следить, чтобы обеспечить полный ремонт.

Оборудование должно быть доступно для обслуживания и должно быть видимым для облегчения осмотра. Более того, поскольку механические системы служат всего 15-30 лет, сама система должна быть «обратимой». То есть система должна быть установлена ​​таким образом, чтобы последующий демонтаж не повредил постройку. Помимо обслуживания, необходимо регулярно проверять, настраивать и обслуживать резервные мониторы, сигнализирующие о неисправности оборудования.Контрольные списки должны быть разработаны, чтобы гарантировать, что все аспекты текущего обслуживания выполнены и данные переданы управляющему зданием.

Успешная интеграция новых систем в исторические здания может оказаться сложной задачей. Удовлетворение современных требований HVAC к комфорту человека или установка контролируемого климата для музейных коллекций или для работы сложного компьютерного оборудования может привести как к визуальному, так и к физическому повреждению исторических ресурсов. Владельцы исторических зданий должны осознавать, что конечный результат потребует уравновешивания множества потребностей; не существует идеальной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.При проведении изменений в исторических зданиях лучше всего получить совет и помощь квалифицированных специалистов, которые могут:

• оценка состояния исторического здания,
• оценить важные элементы, которые следует сохранить или использовать повторно,
• расставить приоритеты в целях сохранения,
• понять влияние новых климатических условий в помещении на исторические материалы
• объединить консервацию с механическими и нормативными требованиями,
• максимально использовать преимущества различных новых или модернизированных механических систем,
• понимать визуальное и физическое воздействие различных установок,
• определяет требования к обслуживанию и мониторингу новых или модернизированных систем, а
• план будущего удаления или замены системы.

Слишком часто предполагаемые климатические потребности жильцов или коллекций могут отрицательно сказаться на долгосрочной сохранности здания. При тщательном балансе между потребностями сохранения здания и потребностями жителей в температуре и влажности внутри, проект может стать успешным.

Благодарности

Автор с благодарностью отмечает неоценимую помощь Майклу К. Генри, P.E., AIA, в разработке и техническом редактировании этого краткого обзора.Технический обзор был также предоставлен Ernest A. Conrad, P.E. Также выражается благодарность сотрудникам Программы культурных ресурсов Службы национальных парков, включая Тома Кеохана и Кэтрин Колби, регион Роки-Маунтин; Майкл Кроу, Западный регион; Марк Чавес, регион Среднего Запада; Рэндалл Дж. Биаллас, AIA, руководитель отдела исторической архитектуры парков, и Джордж А. Торсен, исторический архитектор, Сервисный центр Денвера. Особая благодарность также выражается Майклу Дж. Ауэру из Technical Preservation Services за его редакторскую помощь в подготовке этой статьи и Тиму Бюнеру за его помощь с иллюстрациями.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национальных исторических памятников 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Служба технической защиты (TPS), Служба национальных парков, готовит для широкой общественности стандарты, руководства и другие образовательные материалы по ответственным методам сохранения исторических памятников.

Октябрь 1991

Банхам, Рейнер. Архитектура хорошо закаленной среды. Лондон: Архитектурная пресса, 1969.

Бернс, Джон А., AIA. Особенности энергосбережения, присущие старым домам . Вашингтон: Министерство жилищного строительства и городского развития США и Министерство внутренних дел США, 1982 г.

Коуэн, Генри Дж. Наука и строительство: структурное и экологическое проектирование в девятнадцатом и двадцатом веках. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1978.

Фергюсон, Юджин С. «Исторический очерк центрального отопления: 1800–1860» в Building Early America (Чарльз Петерсон, редактор) Филадельфия: Chilton Book Co., 1976.

Fitch, Джеймс Марстон. Американское здание: силы окружающей среды, которые его формируют. Бостон: Houghton-Mifflin Co., 1972 г.

Гедион, Зигфрид. Механизация берет верх — вклад в анонимную историю. Нью-Йорк: издательство Оксфордского университета, 1948.

Мерритт, Фредерик С. Строительная инженерия и системное проектирование . Нью-Йорк: Van Nostrand Reinhold Co, 1979.

Смит, Бэрд М. Записки по сохранению 3: Сохранение энергии в исторических зданиях. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство внутренних дел США, 1978 год.

Турберг, Эдвард. История американских строительных технологий . Дарем: Технический институт Дарема, 1981.

Конфигурации систем отопления и охлаждения для коммерческих зданий

В коммерческих зданиях нагрузки HVAC обычно представляют собой самые высокие затраты энергии.Географическое положение играет важную роль: здания, расположенные далеко на севере или юге мира, обычно имеют высокие расходы на отопление, в то время как здания, расположенные в тропиках, могут нуждаться в кондиционировании воздуха в течение всего года.

Как и в жилых помещениях, для коммерческих зданий существует широкий спектр вариантов отопления и охлаждения, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Три наиболее часто используемых системы для коммерческих зданий:

• Системы переменного расхода воздуха (VAV) со встроенным крышным блоком
• Чиллеры, градирни и котельные системы
• Водяные тепловые насосы с градирней и котлом

Планируете проект коммерческой недвижимости? Получите профессиональный дизайн HVAC.

1) Система VAV со встроенным блоком на крыше

Упакованные крышные агрегаты (RTU) обычно включают в себя конденсатор для кондиционирования воздуха и газовый или электрический бойлер для отопления помещений. В климатических условиях, когда блок должен обеспечивать кондиционирование воздуха с низкой влажностью снаружи, также можно добавить экономайзер, который снижает охлаждающую нагрузку на конденсатор. Во всех режимах работы вентиляторы используются для нагнетания воздуха в систему воздуховодов, которая распределяет его по отдельным внутренним зонам.

• Каждая зона имеет коробку переменного объема воздуха (VAV) с заслонкой, которая открывается и закрывается в соответствии с потребностями в охлаждении или обогреве.
• Положение заслонки регулируется в зависимости от заданного значения температуры для каждой конкретной зоны. Например, заслонка полностью откроется, если в определенной зоне требуется максимальная мощность охлаждения или обогрева.

Традиционные системы VAV значительно снижают энергоэффективность в условиях частичной нагрузки: если все зоны здания находятся в режиме частичной нагрузки с полузакрытыми заслонками, давление в воздуховоде возрастает, и система может стать шумной.Кроме того, дополнительное давление представляет собой потерянную мощность вентилятора. Однако можно добиться отличных результатов за счет использования автоматики и частотно-регулируемых приводов:

• Система управления постоянно оценивает состояние всех блоков VAV. В идеале хотя бы один из них должен быть полностью открыт; в противном случае мощность вентилятора тратится.
• Если ни одна из заслонок не открыта полностью, скорость вентилятора уменьшается, и все заслонки открываются постепенно, пока одна из них не достигнет полностью открытого положения.
• На данный момент вентилятор обеспечивает необходимый воздушный поток для текущей нагрузки HVAC.

Если скорость вращения регулируется частотно-регулируемым приводом, то можно значительно сэкономить на мощности вентилятора. В общем, мощность вентилятора пропорциональна кубу скорости — вентилятор, работающий на скорости 90%, потребляет только около 73% энергии, которую он потреблял бы на полной скорости. Дополнительным преимуществом управления скоростью является резкое снижение шума.

VAV с упакованными блоками на крыше практичны в объектах, у которых есть большая площадь крыши, пропорциональная их внутренней площади пола, учитывая, что воздух является основной средой, используемой для переноса тепла.Эти системы непрактичны в многоэтажных зданиях из-за ограниченной площади крыши и больших расстояний по вертикали; Системы на основе чиллеров с водяным охлаждением или тепловых насосов с водяным охлаждением являются предпочтительными в этих применениях.

2) Чиллер с градирней и бойлером

Эти системы используют воду в качестве среды для доставки или отвода тепла, а водяные контуры проходят через вентиляционные установки (AHU), которые обеспечивают требуемый воздушный поток для каждой зоны здания.

• В режиме охлаждения чиллер отбирает тепло из контура холодной воды, который циркулирует по зданию, и отводит его во вторичный водяной контур, подключенный к градирне.Тогда градирня отводит тепло наружу.
• В режиме отопления циркулирующая вода проходит через бойлер. Большинство котлов работают на электричестве, газе или масле.

В обоих случаях происходит обмен теплом между циркулирующей водой и воздухом в помещении в AHU. Если чиллер и котел используют общий водяной контур (двухтрубная система), все здание должно работать либо в режиме отопления, либо в режиме охлаждения; однако при наличии отдельного водяного контура для каждого режима работы (четырехтрубная система) одновременное нагревание и охлаждение может обеспечиваться в разных зонах.Конечно, четырехтрубная система дороже, потому что трубопроводы и аксессуары существенно увеличены вдвое.

Как и в случае с системами VAV, можно добиться значительной экономии с помощью управления и автоматизации:

• Современные чиллеры обычно поставляются с компрессорами с регулируемой скоростью, которые могут эффективно работать даже в условиях частичной нагрузки. В некоторых моделях управление скоростью совмещено с поэтапной работой для дальнейшего повышения эффективности.
• Приводы с регулируемой скоростью могут использоваться для нескольких компонентов системы, включая вентиляторы градирни, водяные насосы и вентиляционные установки.
• Существуют также экономайзеры для систем с водяным охлаждением, но они применяются только для определенных климатических зон, где система будет обеспечивать кондиционирование воздуха с низкой влажностью наружного воздуха.

Системы на основе чиллеров обычно предлагают более высокий КПД, чем системы VAV, а также более практичны для многоэтажных зданий: вместо того, чтобы иметь несколько комплектных блоков на крыше, можно объединить систему в один чиллер и градирню, и только градирня должна располагаться на открытом воздухе или на крыше.

3) Водяной тепловой насос с градирней и бойлером

Коммерческие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на основе тепловых насосов, использующих воду, как правило, являются лучшим выбором с точки зрения универсальности и энергоэффективности. Тепловые насосы основаны на холодильном цикле, как и кондиционеры, но имеют реверсивный режим работы; когда несколько тепловых насосов используются для обслуживания отдельных зон коммерческого здания, они могут переключаться между режимами охлаждения и обогрева по мере необходимости.

• Все тепловые насосы в здании используют общий водяной контур, и они будут либо отклонять, либо поглощать тепло в зависимости от потребностей каждой зоны.
• Поскольку водяной контур является общим, равные тепловые и охлаждающие нагрузки уравновешивают друг друга.
• Если охлаждающая нагрузка выше, используется градирня для отвода лишнего тепла; с другой стороны, если тепловая нагрузка выше, для компенсации разницы используется бойлер.

Как и в двух предыдущих сценариях, можно сделать систему еще более эффективной, добавив управление скоростью для всех используемых насосов и вентиляторов. Тепловые насосы являются одними из самых эффективных систем отопления и охлаждения на рынке: они могут соответствовать или превосходить эффективность чиллера в режиме охлаждения, и в большинстве случаев они могут обеспечить обогрев помещения с менее чем 40% энергопотребления резистора. обогреватель.

Необходимость установки специального теплового насоса для каждой зоны здания увеличивает стоимость этих систем, но в долгосрочной перспективе это компенсируется благодаря достигнутой превосходной энергоэффективности. Например, если есть момент, когда нагрузки охлаждения и нагрева равны, эта система может работать с отключенными котлом и градирней.

Выводы

Одним из наиболее важных вариантов дизайна коммерческого здания является конфигурация HVAC, поскольку эта система представляет собой значительную часть стоимости владения в долгосрочной перспективе.Планировка здания является важным соображением: в помещениях с небольшой высотой и большими площадями на крыше, как правило, предпочтение отдается сборным блокам на крыше с системами VAV, в то время как в многоэтажных зданиях, как правило, предпочтительнее использовать чиллеры или тепловые насосы с водяным источником тепла.

Разумеется, существуют жизнеспособные улучшения энергоэффективности, которые можно использовать во всех случаях. Регулирование скорости компрессоров, насосов и вентиляторов более энергоэффективно, чем циклическое включение и выключение этих частей оборудования, а также способствует увеличению срока службы и снижению затрат на техническое обслуживание.

Что эффективнее однотрубной или двухтрубной системы отопления?

Владельцы частных домов часто становятся перед выбором, какому типу отопления дома отдать предпочтение. В быту традиционно используются всего два типа систем отопления: однотрубные и двухтрубные. У каждого типа есть как достоинства, так и недостатки. Разница между обеими системами заключается в разном способе подачи теплоносителя в отопительные приборы. Какая структура отопления для собственного дома лучше, однотрубная или двухтрубная — выбирайте напрямую хозяин дома, учитывая собственные хозяйственные потребности, предполагаемую отапливаемую площадь и финансы.

В первом варианте тепло по дому распространяется по одной трубе, последовательно обогревая каждую комнату дома. Во втором случае комплекс оборудован двумя трубами. На одном идет прямая подача теплоносителя в радиаторы отопления. Другая труба используется для отвода охлажденной жидкости обратно в котел для последующего нагрева. Правильная оценка собственных финансовых возможностей, точный расчет оптимальных параметров теплоносителя в каждом отдельном случае поможет не только определиться с типом системы отопления, но и грамотно осуществить монтаж отопления.

Понять и сообразить, что для вас лучше однотрубная или двухтрубная система отопления, можно только после тщательного изучения технических нюансов.

Однотрубная система отопления может работать как с помпой, так и с естественной циркуляцией теплоносителя. Рассматривая второй тип, следует немного быть в существующих законах физики. В его основе лежит принцип расширения жидкости при нагревании. Отопительный котел в процессе работы нагревает теплоноситель, который за счет разницы температур и создаваемого давления поднимается к стояку в самую верхнюю точку системы.Движение теплоносителя осуществляется по одной трубе, доходящей до расширительного бачка. Накапливаясь там, горячая вода уже идет по нисходящему каналу заливают все последовательно подключенные аккумуляторы.

Соответственно, первая в процессе приклеивания точки соединения будет получать максимальное количество тепла, а в радиаторы, расположенные на магистрали, уже будет поступать частично охлажденная жидкость.

Для больших многоэтажных домов такая схема крайне неэффективна, хотя по стоимости монтажа и эксплуатации однотрубная система выглядит привлекательно.Для частных одноэтажных домов, жилых домов в два этажа допустим аналогичный принцип распределения тепла. Отопление жилых помещений по однотрубной схеме в одноэтажном доме достаточно эффективно. При небольшой отапливаемой площади температура в радиаторах практически одинаковая. Использование насоса в более протяженных системах также положительно сказывается на равномерности распределения тепла.

Качество обогрева и стоимость монтажа в этом случае может зависеть от типа подключения.Диагональное подключение радиаторов дает большую теплоотдачу, но применяется реже из-за большего количества труб, необходимых для подключения всех отопительных приборов в жилых помещениях.

Схема с нижним подключением радиаторов выглядит более экономично, за счет меньшего расхода материалов. С эстетической точки зрения такой вид подключения выглядит предпочтительнее.

Преимущества однотрубной системы отопления и ее недостатки

Для владельцев небольших жилых домов однотрубная система отопления выглядит заманчиво, особенно если обратить внимание на следующие ее достоинства:

• имеет стабильную гидродинамику;
• удобство и простота конструкции и монтажа;
• малые затраты на оборудование и материалы.

К косвенным преимуществам однотрубной системы можно отнести безопасность подачи теплоносителя, который расходится по трубопроводу за счет естественной циркуляции.

К наиболее частым проблемам, с которыми приходится сталкиваться владельцам однотрубной системы отопления, можно отнести следующие аспекты:

• технические трудности устранения просчетов в работе, допускаемых при проектировании;
• тесная взаимосвязь всех элементов;
• система высокого гидродинамического сопротивления;
• технологические ограничения, связанные с невозможностью саморегулирования расхода теплоносителя.

Несмотря на перечисленные недостатки данного вида отопления, грамотно составленный проект системы отопления позволит избежать многих трудностей еще на этапе монтажа. Ввиду перечисленных преимуществ и экономической составляющей широкое распространение получили однотрубные схемы. Реальными преимуществами обладают однотрубная, двухтрубная система отопления и другой тип. Что можно выиграть, а что проиграть, выбрав один из типов для своего дома?

Технология подключения и размещения однотрубной системы отопления

Однотрубные системы делятся на вертикальные и горизонтальные.В большинстве случаев для многоэтажных домов применяется вертикальная разводка. В этом случае все радиаторы подключаются последовательно сверху к самому носу. При горизонтальной разводке аккумуляторов они соединяются между собой горизонтально. Главный недостаток обоих вариантов — частые пробки из-за скопления воздуха в радиаторах. Предлагаемая схема дает возможность составить представление о некоторых вариантах разводки.

Способы подключения в этом случае выбираются на усмотрение хоста.Радиаторы отопления могут подключаться через боковое, диагональное или нижнее подключение. На рисунке показаны такие варианты подключения.

Для собственника дома важным аспектом остается экономическая целесообразность установленного в доме оборудования и получаемый эффект. Не стоит недооценивать вариант с однотрубной системой отопления. Сегодня на практике проводятся довольно эффективные мероприятия по совершенствованию схем отопления этого типа.

Например: Существует техническое решение, позволяющее самостоятельно регулировать нагрев отдельных радиаторов, подключенных к одной магистрали.Для этого в системе создается байпас — отрезок трубы, создающий движение водяного теплоносителя из прямой трубы в обратку, минуя контур определенной батареи.

Клапаны и клапаны, перекрывающие поток теплоносителя, ставятся на байпас. Его можно установить на термостат радиатора, что позволяет регулировать температуру нагрева в каждом радиаторе или во всей системе в целом. Грамотный специалист сможет рассчитать и провести байпас для достижения максимальной эффективности.На схеме вы можете увидеть принцип байпаса.

Двухтрубная система отопления. Принцип работы

Ознакомившись с первым типом системы отопления, однотрубной, пора разобраться с особенностями и принципом действия по двухтрубной схеме отопления. Тщательный анализ технологических и технических параметров отопления данного типа позволяет потребителям самостоятельно сделать выбор — какой обогрев в том или ином случае эффективнее, однотрубный или двухтрубный.

Главный принцип — наличие двух контуров, по которым теплоноситель делится в систему. Одна труба обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам отопления. Вторая ветвь предназначена для возврата охлажденного теплоносителя после радиатора в котел. И так постоянно, по кругу, пока работает отопление. На первый взгляд наличие на схеме двух трубопроводов может подтолкнуть потребителей. Большая протяженность магистралей, сложность разводки — факторы, часто отпугивающие владельцев частных домов от двухтрубной системы отопления.

Это на первый взгляд. Как и однотрубные, двухтрубные системы делятся на закрытые и открытые. Отличие в данном случае заключается в конструкции расширительного бачка.

Закрытые двухтрубные системы отопления частных домов с мембранным расширительным баком максимально практичны, удобны и безопасны в эксплуатации. Подтверждением вышесказанного являются очевидные преимущества:

• еще на стадии проектирования можно укомплектовать отопительные приборы терморегуляторами;
• параллельное, независимое подключение радиаторов;
• техническая возможность добавления отопительных приборов после завершения монтажа;
• простота использования скрытой прокладки;
• возможность отключения отдельных радиаторов или ответвлений;
• удобство настройки системы.

На основании вышеизложенного можно сделать один однозначный вывод. Двухтрубная система отопления намного гибче и технологичнее однотрубной.

Для сравнения представлена ​​следующая схема:

Двухтрубная система очень удобна для эксплуатации в доме, в котором планируется увеличение жилой площади, возможны варианты пристройки как вверх, так и вокруг периметр здания. Уже на этапе работы легко устранить технические ошибки, допускаемые при проектировании.Такая схема более устойчива и надежна, чем однотрубная.

При всех очевидных преимуществах, прежде чем сделать выбор в пользу этого вида отопления, уместно напомнить о недостатках двухтрубной системы.

Важно знать! Система отличается более высокой сложностью и стоимостью монтажа, а также довольно громоздкими вариантами подключения.

При наличии под рукой грамотного специалиста, необходимые технические расчеты проведены, перечисленные недостатки легко компенсируются преимуществами двухтрубной схемы отопления.

Как и в случае с однотрубной системой, вариант с двухтрубной предполагает использование вертикального или горизонтального расположения трубопроводов. Вертикальная система — радиаторы подключаются к вертикальному стояку. Этот вид удобен для двухэтажных частных домов и коттеджей. Не страшны воздушные пробки. В случае горизонтального варианта радиаторы в каждой комнате или комнате подключаются к трубопроводу, расположенному горизонтально. Двухтрубные горизонтальные схемы отопления в основном рассчитаны на отопление одноэтажных домов и жилых домов большой площади с необходимостью регулировки пола.Прибывающие пробки легко устраняются установкой кранов Маевского на радиаторы отопления.

На рисунке изображена вертикальная двухтрубная система отопления. Ниже можно увидеть, как выглядит двухтрубная система горизонтального типа.

Традиционно подключение радиаторов отопления может осуществляться по нижней и верхней разводке. В зависимости от технических условий и проекта — выбор варианта разводки зависит от хозяина дома. Верхняя разводка удобнее.Все магистрали можно скрыть в чердачном помещении. Система создает циркуляцию, необходимую для хорошего распределения охлаждающей жидкости. Основным недостатком двухтрубного отопительного контура с верхней разводкой является необходимость установки мембранного бака вне отапливаемого помещения. Верхняя разводка не позволяет делать забор технической воды для хозяйственных нужд, а также соединять расширительный бак с баком для горячей воды, используемой в быту. Такая схема не подходит для жилых помещений с плоской крышей.

Резюме

Выбранный вид отопления для частного дома должен обеспечивать необходимый комфорт всем жителям жилого дома. На отоплении экономить не стоит. Установив систему отопления, не отвечающую параметрам жилого объекта и хозяйственным потребностям, вы рискуете в дальнейшем потратить немалые средства на переоборудование.

Двухтрубная или однотрубная система отопления — выбор всегда должен быть обоснован как с технической точки зрения, так и с экономической.

главная »Отопление» Вместе разбираемся: что эффективнее однотрубной или двухтрубной системы отопления?

Лучшая система HVAC для новостройки High Rise Condo

Автор: Мэтью Крамп, PE

При проектировании многоквартирного жилого или гостиничного многоэтажного дома существует несколько различных вариантов системы кондиционирования воздуха.При выборе системы необходимо учитывать, как решение повлияет на все заинтересованные стороны в течение срока службы здания, включая застройщика, подрядчиков, администрацию здания, владельца и / или владельца жилья в случае кондоминиума. В конечном счете, все эти группы имеют общие цели, но то, как они расставляют приоритеты, может различаться. Застройщик заботится об окупаемости инвестиций, подрядчик заботится о простоте установки и сокращении количества обратных звонков, руководство здания хочет сократить расходы на обслуживание, а владелец хочет надежное и удобное пространство.

Простой выбор для удовлетворения всех этих потребностей — система водяного теплового насоса (WSHP). Эта система обеспечивает систему нагрева / охлаждения на основе хладагента в каждом блоке, который обслуживается водяным контуром на уровне здания. По сути, тепловой насос на базе жилого блока отбирает / забирает тепло из водяного контура здания, который также имеет систему добавления или отвода тепла. Система здания включает градирню (отвод тепла), бойлер (добавление тепла) и трубопровод для транспортировки воды. Система агрегатов включает компрессор, реверсивный клапан, смесительный клапан, змеевик, теплообменник и вентилятор.

Системы WSHP приносят пользу всем заинтересованным сторонам

С точки зрения разработчика, система WSHP обеспечивает более низкие начальные затраты, чем традиционная система с охлажденной водой. Для системы охлажденной воды потребуется охладитель (возможно, градирня), бойлер, 4-трубная изолированная система и системы фанкойлов. Система WSHP устраняет необходимость в одном комплекте труб и не требует изоляции. Кроме того, градирня дешевле, менее сложна и проще в обслуживании, чем чиллер с воздушным охлаждением.WSHP устраняет необходимость во внешнем оборудовании жилого дома, которое может потребоваться от системы теплового насоса с воздушным охлаждением, уменьшая шумовое загрязнение и улучшая эстетику внешнего вида здания. Эти преимущества увеличивают рентабельность инвестиций в здание.

Для подрядчика система WSHP менее сложна и проще в установке. Если вам не нужны изолированные трубы, можно не беспокоиться о конденсации, которая может вызвать проблемы и перезвонить. В случае тепловых насосов Nailor Serenity Vertical Stacked сборка является модульной.Это позволяет доставлять и устанавливать шкафы отдельно от корпуса охлаждения и компрессора. Это снижает риск повреждения на стройплощадке.

Менее сложная система также приносит пользу управлению зданием за счет снижения затрат на обслуживание и беспокойства. Модульная конструкция Serenity Vertical Stacked WSHP упрощает обслуживание, при обслуживании здания можно легко заменить шасси, пока выполняется техническое обслуживание. Это сокращает время простоя кондиционирования жилища.Концентрация большей части работы по охлаждению и используемой электроэнергии в установке позволяет индивидуально контролировать затраты на кондиционирование. В случае застройки кондоминиума это позволяет каждой единице нести ответственность за эти расходы, что непросто для централизованной системы охлажденной воды.

Наконец, для жильца или владельца жилого помещения высокоэффективная, надежная и бесшумная система снижает их затраты, обеспечивая при этом комфортное пространство. Исследование, опубликованное в 2011 году, показало, что система WSHP снижает общее энергопотребление здания на 8% по сравнению с системой чиллера с воздушным охлаждением и на 20% по сравнению с системой чиллера с водяным охлаждением.Индивидуальных владельцев, которые понимают последствия этого, будет привлекать здание, оказывающее незначительное воздействие на окружающую среду.

Сравнение альтернативных систем

При выборе общей конструкции системы для многоэтажного жилого дома существуют принципиально две альтернативы системе WSHP: фанкойлы с водяным охлаждением и тепловые насосы с воздушным охлаждением. Каждый из этих проектов имеет преимущества и недостатки по сравнению с системой WSHP.

Традиционная система

Самая «традиционная» система HVAC, выбранная для больших зданий, — это система с охлажденной водой. При такой конструкции чиллер охлаждает воду, которая подается в отдельные блоки здания, чтобы охладить воздух в помещении. Для этого требуются насосы, изолированный подводящий трубопровод и изолированный обратный трубопровод для подключения чиллера к отдельным агрегатам. У каждого блока будет фанкойл, который будет передавать тепло из помещения воде из чиллера.Также будет котельная система, которая подает нагретую воду к отдельным блокам для передачи тепла воздуху в каждом помещении. Для этого потребуется дополнительный комплект насосов и изолированные трубопроводы.

В индивидуальном жилище будет один или несколько фанкойлов. Холодная и горячая вода будет подаваться на эти фанкойлы для кондиционирования помещения. Фанкойлы состоят из нагревательных / охлаждающих змеевиков с блоком клапанов, вентилятора и элементов управления. По сравнению с водяным тепловым насосом фанкойлы будут работать тише, потому что компрессор не производит шума.

Проблемы с системой охлажденной воды в основном возникают из-за ее сложности. В случае многотрубных систем, насосов и чиллера эта система потребует более квалифицированной программы обслуживания. В трубах охлажденной воды может возникнуть конденсация, если они не будут должным образом изолированы по всему зданию. В случае централизованной системы отопления / охлаждения техническое обслуживание может повлиять на все здание и может потребовать некоторого резервирования, встроенного в систему, что еще больше увеличивает стоимость и сложность.

Во время охлаждения чиллер действительно обеспечивает некоторый прирост эффективности по сравнению с системой теплового насоса источника воды при работе с полной нагрузкой, однако это случается редко. Для отопления эффективность котельной системы составляет всего 80-90%, что намного меньше, чем эффективность системы теплового насоса 500%. Во многих подробных энергетических исследованиях было доказано, что система WSHP обеспечивает лучшую энергоэффективность, чем традиционная система с охлажденной водой.

С точки зрения управления зданием, наличие централизованной системы требует измерения и счета за отопление / охлаждение, используемое на уровне агрегата.Это может быть проблемой, потому что владельцы квартир не привыкли получать счета за эти расходы.

Тепловые насосы с воздушным охлаждением

Проблема с этим выбором в основном эстетическая.Для каждого блока потребуется конденсаторный блок снаружи. В малоэтажных многоквартирных домах они могут быть расположены на крыше, чтобы меньше нарушать внешний вид здания. Это позволит централизовать весь шум, производимый этими конденсаторами, и может быть громким для жителей верхнего этажа. Если компрессорно-конденсаторный агрегат расположен на балконе индивидуального жилого дома, это может повлиять на внешний вид здания и вызвать шум в жилом помещении. Это было бы намного громче, чем компрессор, связанный с системой WSHP.

Установка и ремонт парового отопления в Моррис, Эссекс, Юнион, графства Сомерсет

Пар — один из старейших известных теплоносителей. Системы отопления с паровым приводом первоначально использовались из-за отсутствия необходимых насосов в системе трубопроводов парового отопления. Хотя системы парового отопления больше не устанавливаются на регулярной основе в новых домах, в старых зданиях, вероятно, будет использоваться паровое отопление. Кроме того, из-за того, что паровое отопление особенно хорошо подходит для отопления многоквартирных домов, системы парового отопления по-прежнему регулярно используются в многоквартирных домах, многоквартирных домах и старых офисных зданиях.

Когда дело доходит до понимания парового отопления, определения того, является ли пар подходящим теплоносителем для дома или офисного здания, и подготовки пространства для установки системы, рекомендуется поговорить со специалистом по HVAC. Чтобы помочь в принятии решения, в этой статье представлен краткий обзор парового отопления, объяснение того, как оно работает и какое обслуживание требуется, а также обзор преимуществ и недостатков использования паровых систем для системы отопления вашего дома или офиса.

Как работает паровое отопление — процесс нагрева

Системы парового отопления работают как чайник. Вода подогревается. Steam создан и выпущен. Дом утеплен. Чтобы расширить этот самый простой обзор, полный процесс описан ниже.

• В бойлере используется газовая или жидкая горелка для нагрева воды (обычно хранится в резервуаре для воды или водотрубных котлах, в зависимости от того, используется ли в доме газовый паровой котел или электрический паровой котел).
• Эта нагретая вода затем превращается в пар.Затем пар проходит к радиаторам или конвекторам по рядам труб. Эти радиаторы или трубы затем отдают тепло и нагревают комнату.
• Одна труба против двухтрубных систем: Системы парового отопления могут работать как с одинарной, так и с двойной системой трубопроводов. В однотрубных системах (которые наиболее распространены) одна труба используется для подачи пара в радиаторы, а затем для возврата конденсированной воды из этого пара обратно в резервуар для воды. Двухтрубные системы имеют отдельные трубы для каждой из этих функций.Одна труба направляет пар к радиаторам или конвекторам дома, а вторая, отдельная труба, возвращает сконденсированную воду обратно в резервуар для воды системы. Эта двухтрубная система чаще встречается в новых зданиях.
• Пар остывает и снова конденсируется в воду. Затем эта вода возвращается в котел и снова нагревается, чтобы снова превратиться в пар и отправить обратно в радиаторы для завершения следующего цикла нагрева.

Обслуживание системы парового отопления

Одним из недостатков использования системы парового отопления является необходимость регулярного технического обслуживания.Когда дело доходит до обслуживания системы парового отопления, есть задачи, которые может безопасно выполнить владелец дома или офиса, и задачи, которые требуют безопасного выполнения от компании HVAC.

• Обслуживание домовладельца: Задачи, которые может решить домовладелец, включают проверку предохранительных клапанов и датчиков давления и уровня воды. Что-либо более сложное, чем эти задачи, должно быть оставлено на усмотрение специалиста по HVAC из соображений безопасности.
• Профессиональное обслуживание: Профессиональное обслуживание должно проводиться не реже одного раза в год.Специалист по HVAC должен прийти и проверить все органы управления и датчики, осмотреть и отрегулировать горелки, проверить дымоходы и дымоходы на предмет засоров и утечек, а также осмотреть и отрегулировать все воздушные клапаны в радиаторах системы.

Преимущества систем парового отопления

Основные преимущества паровой системы отопления заключаются в ограниченном количестве необходимых движущихся частей. Системы парового отопления имеют значительно меньше движущихся частей, чем более новые и более сложные системы. Это обеспечивает повышенную долговечность и надежность при правильном обслуживании.Паровое отопление позволяет распределять тепло в ограниченных местах в здании. Это означает, что владельцы могут обогревать отдельные комнаты и оставлять другие неотапливаемыми. Поэтому паровые системы отопления предпочтительны в многоквартирных домах и больших многоквартирных домах. Наконец, паровые системы отопления обеспечивают чистое и беспыльное тепло. Домовладельцы, страдающие аллергией, часто считают, что такой вариант отопления менее вреден для их здоровья.

Недостатки систем парового отопления

Ряд недостатков, связанных с паровым нагревом, является одной из основных причин, по которым новые модели стали более распространенными.Основным недостатком парового отопления является недостаточный КПД и недостаточное количество тепла. Из-за необходимого нагрева бойлера существует также повышенный риск безопасности, связанный с паровыми нагревателями. Домовладельцы часто жалуются на задержку между включением системы и передачей тепла через радиаторы. Наконец, эти радиаторы могут деформировать пол домовладельца.

Обращение к специалисту по HVAC для установки и ремонта парового отопления

Если паровое отопление является правильным вариантом для дома или здания, специалист по HVAC из Argent Plumbing может оценить потребности в отоплении, помочь домовладельцам выбрать лучшую систему отопления и установить ее. паровая система отопления быстро и безопасно.Позвоните по телефону 908-286-1920 или свяжитесь с нами через Интернет, чтобы поговорить с техническим специалистом по HVAC сегодня.