4. Installationsteknik

Transkript

1 4. Installationsteknik 4. Installationsteknik Det er valgt at afgrænse dette projekt til kun at se på bygning B under fagområdet installationsteknik. Endvidere er det antaget at der er lejligheder i hele bygningen, og ikke som den står nu med kontorer på de to første etager. Alle vand- og afløbsledninger tilsluttes til hovedsystemet under Strandvejen. For at undgå unødigt mange tilslutninger, vil der kun være en tilslutning for hver type ledning. Rørføringen inde i bygningen vil ske i installationsskakte. Der vil være en skakt til hver lejlighed, og hver af disse skal kunne indeholde følgende: - En ventilationskanal - En faldstamme til afløb - Et rør til varmt brugsvand - Et rør til koldt brugsvand - To rør til varmeanlæg, et til fremløb og et til returløb Desuden skal der i hver enkelt lejlighed være god plads til koblingsledninger. Idet badeværelset udføres som præfabrikerede toiletmoduler, skal de bare tilsluttes på pladsen, hvilket gør arbejdet på pladsen nemmere. På figur 4.1 ses en skitse af bygning B med skaktene indtegnet. a b c d e f g h figur 4.1 Fordelingsledninger i bygning B. Ved alle vandrette rørstrækninger anvendes der pendulbæringer, idet de tillader at røret kan bevæge sig i ledningens længderetning. Dette sikrer at der ikke forekommer for store spændinger, idet ledningen kan bevæges under udvidelse eller sammentrækning. Ved alle lodrette ledninger anvendes der flangerørsbæringer. I det efterfølgende beskrives de enkelte installationer. 15

2 Brohuset 4.1. Brugsvand I det følgende gøres der rede for opbygningen af brugsvandssystemet. Der skelnes mellem koldt og varmt brugsvand, men det antages at der skal bruges samme ledningsdimensioner. Hovedsagen ved dimensioneringen er at sørge for at der er tilstrækkeligt tryk ved alle installationsgenstande. Dette sikres ved at beregne tryktabet fra forsyningspunktet under strandvejen og op til det der defineres som det farligste punkt. Det farligste punkt er antaget at være bruseren i den højest beliggende lejlighed længst væk fra forsyningspunktet. Denne er benævnt K.5.h, se tegning I.2. Tryktabsberegningerne findes på hjemmesiden. Heraf fremgår det at der skal være et tryk på mindst 150kPa, hvilket er tilstrækkeligt til at kunne anvende vaskemaskinen og de andre installationsgenstande. Samtlige fordelingsledninger og koblingsledninger udføres i kobberrør, hvilket betyder, at hvor der er skjulte samlinger, skal samlingerne loddes sammen, idet der ellers vil være større risiko for utætheder. Alle koblingsledningerne udføres som skjulte ledninger, hvilket giver lejlighederne et finere finish, idet synlige ledninger ikke er pæne at se på. Fra skakten føres ledningerne ind på badeværelset hvor de vil fordele sig til de enkelte installationsgenstande ved at ledningerne er fræset ind i væggene. Da det er toiletmoduler, vil dette være gjort på fabrikken og fører således ikke til større arbejdsbyrde på pladsen. Der går ligeledes ledninger over til køkkenvasken. Ledningsføringen kan ses på figur 4.2. KV HV VM figur 4.2 Ledningsføring i lejlighed. Brugsvandsledningerne skal alle isoleres. Umiddelbart skulle det ikke menes at det var nødvendigt at isolere de kolde brugsvandsledninger, men på grund af kondensation på overfladen er det nødvendigt med isolering. Det er beregnet, at det er nødvendigt med ca. 10mm isolering. De varme brugsvandsledninger isoleres for at mindske varmetabet. Det er valgt at sætte tykkelsen til 10mm. For at beregne om denne isolering er tilstrækkelig, beregnes varmetabet over ledningsstrækningen og det vurderes om denne kan accepteres. 16

3 4. Installationsteknik 4.2. Cirkulationsledning For at sikre at der på hver tid af døgnet findes varmt vand i hanerne efter kun ti sekunder, er det nødvendigt at lave et cirkulationsanlæg på det varme vand. Dette vil sige, at det varme vand lige så stille cirkulerer i ledningerne og ender tilbage i varmtvandsbeholderen hvor det bliver genopvarmet. Det er valgt, at temperaturfaldet ikke må overstige 2 C. For at sikre at varmetabet ikke overskrider dette, beregnes varmetabet for ledningen med den valgte isolering på 10mm. En skitse af cirkulationssystemet ses på figur 4.3. a b c d e f g h figur 4.3 Cirkulationssystemet i bygning B. Der at valgt at anvende en pumpe fra Grundfos af typen UPS B 180, den skal kunne yde en effekt på 40W. Varmetabet er beregnet til 1,3 C (bilag D) Afløbsinstallationer Afløbssystemet udføres som et separatsystem. Spildevandsafløb og regnvandsafløb fra taget af bygning B dimensioneres. Alle ledninger projekteres i plast, da dette letter udførelsen. Hvert lejemål rummer i toiletenheden vaskemaskine, håndvask, bruser og WC, som kræver tilslutning til afløbssystemet. Derudover er der en køkkenvask i køkkenet. Ledningen fra køkkenvasken til faldstammen og fra vaskemaskinen til bruser udføres med en Ø50mm. Fra bruser og fra WC til faldstammen anvendes en Ø75mm. Ledningerne fra køkkenvask og vaskemaskine lægges med et fald på 12 og ledningen fra WC et med et fald på 20 (bilag E). Faldstammen, som er en stående ledning, placeret i skakten, udføres i en Ø110mm. Ledningen føres helt til taget, og forsynes med en taghætte. Derved bliver faldstammen udluftet, og der er derfor ikke noget krav til antallet af tilsluttede toiletter med en diameter på Ø110 [DS 432]. Ledningerne føres lodret gennem kælderen, og ud af bygningen skjult under kældergulvet. I jord placeres brønde, hvor ledningerne samles. 17

4 Brohuset Til afledning af regnvand fra taget af bygning B anvender halvcirkulære tagrender med en diameter på 120mm. Der placeres 5 nedløbsrør, som angivet på figur 4.4. Nedløbsrørene etableres i en Ø75mm. figur 4.4 Placering af nedløbsrør ved bygning B. Hvor nedløbsrørene samles med regnvandsledningerne placeres en rensebrønd for at fjerne blade og lign. fra regnvandet, så det ikke skaber problemer senere i systemet. Regnvandsledningerne udføres alle i en Ø110mm Ventilation I henhold til [BR95] skal der etableres et basisluftskifte på min. 0,5h -1. Ligeledes skal der være udsugning på toilet og i køkken på hhv. 15l/s og 20l/s. Med denne udsugning er der i bilag F fundet, at hele lejligheden har et luftskifte med 1,5h -1. Hver lejemål indrettes med en emhætte i køkkenet og udsugningsventil på toilet. For at undgå at der opstår undertryk ved udsugning forsynes hver lejlighed med to udeluftventiler i muren ud til Strandvejen. Disse udeluftventiler skal være forsynet med støjdæmper og filter, da Strandvejen er trafikeret. Ventilationsanlægget opbygges af fire identiske mindre anlæg, der hver forsynes ti lejligheder via to hovedkanaler. Afkastet foretages fra taget og udformes som på figur 4.5. figur 4.5 Udformning af afkast fra tag. Under taget placeres en boksventilator, som tilkobles de to hovedkanaler. Hovedkanalerne består af cirkulære rør. Efter hver lejlighed sker et diameterskifte, dog således at hastigheden ikke overstiger det tilrådelige med hensyn til støj. 18

5 5. Solfangeranlæg 5. Solfangeranlæg I forbindelse med projekteringen af Brohuset og installationerne heri, ønskes det undersøgt hvorvidt det er muligt at benytte et solfangeranlæg til opvarmning af brugsvandet. Endvidere ønskes anlæggets økonomiske rentabilitet undersøgt for at kunne fastslå om et sådant er en fordelagtig løsning. Solfangeranlægget dimensioneres kun for den udvalgte bygning B. Solfangeranlægget projekteres ved at funktionskravene og det forventede varmtvandsforbrug bestemmes, hvorudfra alle relevante størrelser skønnes ved hjælp af erfaringsmæssige formler. Efterfølgende føres disse værdier ind i Kviksol, som er et analyseprogram for solfangeranlæg, udarbejdet af Prøvestationen for Solenergi. Kviksol beregner anlæggets ydelse og ud fra denne kan anlægget optimeres. Det forventede varmtvandsforbrug samt bestemmelsen af de relevante størrelser som indsættes i Kviksol kan ses i bilag G Opbygning af anlæg Solvarmeanlægget som tænkes installeret i Brohusets bygning B udformes som vist i principskitsen på figur 5.1. I varmtvandsbeholderen, som placeres i kælderen, installeres en varmespiral som forbindes direkte med solfangerne. Derudover etableres som supplering en varmespiral i beholderens top forbundet med det eksisterende fjernvarmenet. Principskitsen kan også ses i tegningsmappen som tegning I Pa Varmtvandsbeholder 13 4 Suppleringsdel 14 5 Soldel Solfanger Regulering af fjernvarmetilførelse 2. Trykdifferensregulator 3. Temperaturmåler 4. Fjernvarmespiral 5. Solvarmespiral 6. Trevejs blandeventil (skoldningssikring) 7. Cirkulationspumpe 8. Manometer 9. Sikkerhedsventil 10. Kontraventil med afspæring 11. Styringsenhed 12. Koldtvandstilførelse 13. Varmtvandstilførelse 14. Cirkulationstilførelse Varmt brugsvand 7 Cirkulation Koldtvandstilførelse Pa 9 Ekspansionsbeholder Afløb figur 5.1 Principskitse af solvarmeanlæggets opbygning. 19

6 Brohuset 5.2. Funktionskrav Følgende krav til det varme brugsvand kræves overholdt: - Vandet skal af hensyn til afskylning i køkkener ikke have temperaturer lavere end 55 C - For at undgå skoldning må vandet ikke have temperaturer højere end 65 C - Varmtvandsproduktionen i varmtvandsbeholderen skal ske således at eventuel bakterievækst minimeres, derfor skal vandet i beholderen kunne opvarmes til 65 C - Varmtvandsbeholderen inkl. regulering og elektrolyse skal udformes så der ikke dannes isolerende belægninger på spiralerne 5.3. Sikkerhed Det skal sikres at der hverken sker frysning eller kogning i solfangerne da temperaturudsvingene heri kan være meget store. Derfor benyttes en 40% propylenglykolblanding, med et kogepunkt på 140 C og et frysepunkt på -20 C. Da der er tale om et lukket system hvor temperaturen varierer meget pga. de høje temperaturer, skal der installeres en ekspansionsbeholder til at optage de store trykforskelle. For at undgå skoldning indsættes en skoldningssikring i systemet Solfangere Solfangerne placeres på den sydøstvendte tagflade på bygning B, som vist på figur 5.2. Det vælges at placere solfangerne i taget, dvs. med en hældning på 10,5. Det største solindfald kan opnås ved en hældning på 45, men tillægget her viser sig at være mindre end 5%. Det vurderes at have større værdi at gøre solfangerne så diskrete som muligt, hvorfor de placeres i taget. 20

7 5. Solfangeranlæg figur 5.2 Placering af solfangere på bygning B. Den valgte solfangertype er Danmax 2 fra firmaet NilSol ApS, se figur 5.3. Uddybende oplysninger om den valgte solfanger kan ses på databladet(appendiks I.2). figur 5.3 Danmax 2 solfanger Anlægsydelse Gennem en række simuleringer er solfangerarealet og beholdervolumenet optimeret i forhold til de første overslagsberegninger, (bilag G). Der benyttes i alt 35 solfangere placeret i parallelforbindelse med et samlet areal på ca.70m 2. Det mest optimale beholdervolumen i forhold til solfangerarealet findes til 2,9m 3. I praksis vil anlægget formentligt udføres med 36 solfangere for at opnå symmetri heri. Det projekterede solfangeranlæg bidrager på årsbasis med ca. 35% af det samlede årlige energiforbrug til opvarmning af brugsvand, se bilag G. På figur 5.4 er ydelsen fra solfangerne afbildet i forhold til forbruget. Det ses, at solfangeranlægget i vintermånederne kun bidrager med ganske få procent af det samlede forbrug, mens det i perioden fra maj til august bidrager med ca. 70 til 80%. I juli måned er forbruget af hensyn til sommerferie kun skønnet til det halve af årets resterende måneder, hvormed soldelen med god tilnærmelse kan levere al den fornødne energi. 21

8 Brohuset Ydelse Forbrug kwh Måned figur 5.4 Solfangerydelse i forhold til forbrug. Endvidere viser det sig at den maksimale temperatur i solfangerne bliver 106,3 C, mens temperaturen i beholderen maksimalt når 105,9 C. Dermed er der ikke risiko for kogning i solfangerne ligesom risikoen for bakterievækst i beholderen vurderes at være minimal Priskalkulation For at kunne vurdere hvorvidt det er økonomisk rentabelt at etablere det projekterede solfangeranlæg, er der foretaget en priskalkulation og beregning af tilbagebetalingstiden (bilag G). Kalkulationen er foretaget ved hjælp af et regneark baseret på 1996-priser. Den samlede anlægsinvestering incl. besparelser i forhold til opsætning af almindeligt fjervarmeanlæg udgør kr, mens den årlige udgift til drift og vedligehold er skønnet til ca. 3200kr. Ved etableringen af solfangeranlægget kan der årligt spares godt kr i fjernvarmeudgifter, hvormed det viser sig at anlægget vil være tilbagebetalt i løbet af 29 år. Da solfangeranlæg som dette, typisk vurderes at have en levetid på ca.20 år, er det ud fra et rent økonomisk synspunkt ikke givtigt at opstille det projekterede solvarmeanlæg. Denne priskalkulation skal dog tages med et vist forbehold, da beregningen som nævnt bygger på 1996-priser og en mindre ændring i den samlede anlægsudgift vil have stor indflydelse på tilbagebetalingstiden. I forhold til 1996-priser må det forventes at arbejdsløn er vokset samtidig med at komponenterne er blevet billigere at indkøbe. Ydermere udregnes tilbagebetalingstiden direkte, det vil sige uden at evt. forrentning på lån medregnes. Sådanne afdrag ville forøge tilbagebetalingstiden væsentligt. 22