Vertical riserในอาคารสูง

ท่อน้ำใช้ในอาคารสูงจะจ่ายให้ห้องน้ำในแนวดิ่งตามช่องท่อ การจ่ายน้ำอาจเป็นได้ทั้งจ่ายขึ้นและจ่ายลง เนื่องจากความดันน้ำเพิ่มขึ้นตามความลึกของน้ำ อาคารชั้นบนจึงมีความดันน้ำน้อยกว่าชั้นล่าง อาคารยิ่งสูงความดันยิ่งมากจึงต้องมีวาวล์ปรับความดัน(pressure regulator)และอุปกรณ์ประกอบเพื่อปรับความดันที่ชั้นล่างสุดให้คงที่ตามการใช้ ชุดอุปกรณ์ปรับความดันควรใช้กับจำนวนชั้นสูงสุดตามวิธีการคำนวณต่อไปนี้

ความดันสูงสุดและต่ำสุดที่สุขภัณฑ์

U.S. Environmental Protection Agency (EPA) ตั้งโครงการส่งเสริมการประหยัดน้ำในอเมริกาด้วยการมีฉลากให้กับสุขภัณฑ์ที่ประหยัดน้ำเรียกว่า WaterSense®Labeled และเริ่มออกข้อกำหนดตั้งแต่ปี ค.ศ. 2007 ดังนี้

- Lavatory < 1.5 gpm (5.68 lpm) at 60 psi, > 0.8 gpm (3.0 lpm) at 20 psi

- Shower > 2.0 gpm (7.57 lpm) at 45 psi (20, 45, 80psi)

- Urinal (FV) < 0.5 gpf (1.9 lpf)

- WC (FV) >1.0 gpf (3.8 lpf) < 1.28 gpf (4.8 lpf)

- WC (FT) < 1.28 gpf (4.8 lpf)

สุขภัณฑ์ต่างๆรวมทั้งท่ออ่อนเข้าอ่างล้างมือและสายชำระสามารถรับความดันได้ถึง 150psi ขณะใช้งานความดันน้ำที่ออกจากสุขภัณฑ์จะปร้บโดยผู้ใช้ตามความต้อง การใช้น้ำที่กำหนดข้างต้นจึงเป็นค่ากำหนดเพื่อเป็นเกณฑ์สำหรับสุขภ้ญฑ์ประหยัดน้ำตามความดันที่ระบุเท่านั้น ความดันที่ฝักบัวอยู่ระหว่าง 20 - 80psi แล้วแต่ประเภทของฝักบัว และอ่างล้างมือ 20 - 60psi ควรออกแบบที่ความดันน้ำต่ำสุด 20psi และสูงสุด 60psi(จากข้อมูลอ่างล้างมือ) เว้นแต่จะมีข้อกำหนดจากผู้ใช้

ให้ X = ความสูงระหว่างชั้น(พื้นคึงพื้น) ม.

Y = ความดันตกของน้ำในระบบท่อ ม.

P = ความดันน้ำที่สูขภัณฑ์ psi

ความสูงน้ำจากสุขภัณฑ์ = 10 x P / 14.7 + Y ม

ความสูงระบบท่อแนวดิ่ง = 10 x (P1 – P2) / 14.7 ม.

จำนวนชั้ยของท่อแนวดิ่ง = 10 x (P1 – P2) / 14.7 / X ชั้น ……………………….(1)

ท่อดิ่งจ่ายน้ำลง ตั้งวาวล์ปรับความดันที่ติดตั้งบนสุด 20psi

ท่อดิ่งจ่ายน้ำขึ้น ตั้งวาวล์ปรับความดันที่ติดตั้งล่างสุด 60psi

การประหยัดน้ำนอกจากเลือกสุขภัณฑ์ประหยัดน้ำแล้วก็สามารถปรับลดความดันของวาวล์ปรับความดันเป็น 15psi เมื่อจ่ายน้ำลง และ 55psi เมื่อจ่ายน้ำขึ้น การปรับความดันน้ำนี้ต้องดูการใช้งานของชั้นบนสุดว่ายอมรับได้หรือไม่

ตัวอย่างการเลือกจำนวนชั้น

ความดันน้ำต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ = 20psi ที่ชั้นบนสุดของระบบท่อดิ่ง

ความดันน้ำสูงสุดที่สุขภัณฑ์ = 45psi ที่ชั้นล่างสุดของระบบท่อดิ่ง

แทนค่า จำนวนชั้ยของท่อแนวดิ่ง = 10 x (60 – 20) / 14.7 / X ชั้น

ความสูงระหว่าชั้น = 3.2 ม..

จำนวนชั้นที่ใช้ท่อดิ่งเดียวกัน = 400 /14.7 / 3.2 = 8.5 ชั้น (เลือก 8ชั้น)

เมื่อกำหนดความดันขั้นต่ำ

ถ้าผู้ใช้ต้องการความดันน้ำที่ฝักบัวต่ำสุด 30psi (อาจต้องการภาพพจน์เลือกฝักบัวแบบ rain shower)

ความดันน้ำต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ = 20psi ที่ชั้นบนสุดของระบบท่อดิ่ง

ความดันน้ำสูงสุดที่สุขภัณฑ์ = 45psi .ที่ชั้นล่างสุดของระบบท่อดิ่ง

แทนค่า จำนวนชั้ยของท่อแนวดิ่ง = 10 x (60 – 30) / 14.7 / X ชั้น

ความสูงระหว่าชั้น = 3.2 ม..

จำนวนชั้นที่ใช้ท่อดิ่ง = 300 /14.7 / 3.2 = 6.4 ชั้น (เลือก 6ชั้น)

เมื่อกำหนดความดันสูงสุด

กำหนดค่าความดันสูงสุดเป็นระบบ 80psi

ความดันน้ำต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ = 20psi ที่ชั้นบนสุดของระบบท่อดิ่ง

ความดันน้ำสูงสุดที่สุขภัณฑ์ = 80psi .ที่ชั้นล่างสุดของระบบท่อดิ่ง

แทนค่า จำนวนชั้ยของท่อแนวดิ่ง = 10 x (80 – 30) / 14.7 / X ชั้น

ความสูงระหว่าชั้น = 3.2 ม..

จำนวนชั้นที่ใช้ท่อดิ่ง = 500 /14.7 / 3.2 = 10,6 ชั้น (เลือก 10ชั้น)

รูปที่ 1. Typical pipe riser diagram

ส่งท้าย

ท่อแนวดิ่งแบบจ่ายน้ำลงส่วนใหญ่จะมีถังเก็บน้ำอยู่บนหลังคาแล้วจึงจ่ายน้ำจากถังลงมาด้วยแรงโน้มถ่วง ทำให้ต้องมีปั๊มความดันคงที่สำหรับชั้นบนลุด 3ชั้นโดยประมาณเพื่อเพิ่มความดันน้ำ แต่ระบบจ่ายน้ำขึ้นซึ่งมีปั๊มความดันคงที่แบบ variable speed pump ไม่จำเป็นต้องมีถังเก็บน้ำบนหลังคาและปั๊มความดันคงที่สำหรับชั้นบนลุด 3ชั้น ทำให้ปะหยัดต้นทุนการก่อสร้างถังเก็บน้ำ ปั๊ม ระบบท่อน้ำและประหยัดพลังงาน

สุขภัณฑ์ทั้งหลายรวมทั้งท่ออ่อนทนความดันได้ถึง 150psi แต่ความดันในระบบท่อดิ่งมาที่สุขภัณฑ์ใช้ความดันสูงสุดที่ไม่เกิน 80psi ทำให้สามารถใช้ระบบท่อแนวดิ่งได้มากชั้น ลดจำนวนชุดปรับความดันและต้นทุนของระบบท่อได้มาก ความดันน้ำในระบบท่อดิ่งไม่มีผลกระทบต่อการใช้เพราะคนที่ใช้สามารถปรับการเปิดได้ตามความต้องการและความรู้สึกของผู้ใช้

เพื่อการประหยัดน้ำและพลังงานจะต้องเลือกสุขภัณฑ์แบบประหยัดน้ำและตั้งวาวล์ปรับความดันน้ำลงให้ต่ำสุดโดยไม่กระทบความดันต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ต้องการ และที่สำคัญคือการประชาสัมพันธ์ให้ผู้ใช้มีจิตสำนึกในการเปิดใช้น้ำ