จำนวนชั้นท่อจ่ายน้ำในอาคารสูง

ท่อจ่ายน้ำในอาคารสูงจะจ่ายน้ำผ่านช่องท่อให้ห้องน้ำแต่ละชั้นในแนวดิ่ง การจ่ายน้ำอาจเป็นได้ทั้งจ่ายขึ้นและจ่ายลง เนื่องจากความดันน้ำเพิ่มขึ้นตามระยะความลึกของน้ำ อาคารชั้นบนจึงมีความดันน้ำน้อยกว่าชั้นล่าง อาคารยิ่งสูงความดันยิ่งมากจึงต้องมีวาวล์ปรับความดัน(pressure regulator)และอุปกรณ์ประกอบเพื่อปรับความดันที่ชั้นล่างสุดให้คงที่ตามการใช้  จำนวนชั้นของแต่ละระบบจึงมีผลกับความดันใช้งาน ชุดอุปกรณ์ปรับความดันควรใช้กับจำนวนชั้นสูงสุดตามวิธีการคำนวณที่จะแนะนำดังต่อไปนี้

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 ความดันขณะใช้งานความดันน้ำที่ออกจากสุขภัณฑ์จะปร้บโดยผู้ใช้ตามความต้องการใช้น้ำ ความดันที่กำหนดข้างต้นจึงเป็นค่ากำหนดเพื่อเป็นเกณฑ์สำหรับสุขภ้ญฑ์ประหยัดน้ำหรือความดันที่ระบุเท่านั้น ความดันที่ฝักบัวอยู่ระหว่าง 20 - 80psi แล้วแต่ประเภทของฝักบัว และอ่างล้างมือ  20 - 60psi ควรออกแบบที่ความดันน้ำต่ำสุด 20psi และสูงสุด 60psi(จากข้อมูลอ่างล้างมือ) เว้นแต่จะมีข้อกำหนดจากผู้ใช้

ให้          X                         =           ความสูงระหว่างชั้น(พื้นคึงพื้น)      ม.

              Y                         =           ความดันตกของน้ำในระบบท่อ      ม.

              P                         =           ความดันน้ำที่สุขภัณฑ์                 psi

ความสูงน้ำจากสุขภัณฑ์      =           10 x P / 14.7 + Y                            ม

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

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

ท่อดิ่งจ่ายน้ำลง ตั้งวาวล์ปรับความดันที่ติดตั้งบนสุด 20psi

ท่อดิ่งจ่ายน้ำขึ้น ตั้งวาวล์ปรับความดันที่ติดตั้งล่างสุด 60psi

การประหยัดน้ำนอกจากเลือกสุขภัณฑ์ประหยัดน้ำแล้วยังสามารถปรับลดความดันของวาวล์ปรับความดันเป็นต่ำสุด 15psi เมื่อจ่ายน้ำลง และงูงสุด 55psi เมื่อจ่ายน้ำขึ้น ซึ่งการปรับความดันน้ำจะช่วยให้สามารถลดการใช้น้ำและลดการทำงานของปั๊มซึ่งเป็นการลดการใช้พลังงานอีกด้วย แต่ต้องดูการใช้งานของชั้นบนสุดว่ายอมรับได้หรือไม่

ตัวอย่างการเลือกจำนวนชั้น

ความดันน้ำต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ =            20psi                           ที่ชั้นบนสุดของระบบท่อดิ่ง

ความดันน้ำสูงสุดที่สุขภัณฑ์  =           60psi                           ที่ชั้นล่างสุดของระบบท่อดิ่ง

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

ความสูงระหว่าชั้น X                         =           3.2                                                             ม..

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

เมื่อกำหนดความดันขั้นต่ำ

            ถ้าผู้ใช้ต้องการความดันน้ำที่ฝักบัวต่ำสุด 30psi (อาจต้องการภาพพจน์เลือกฝักบัวแบบ rain shower)

ความดันน้ำต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ =           30psi                           ที่ชั้นบนสุดของระบบท่อดิ่ง

ความดันน้ำสูงสุดที่สุขภัณฑ์  =           60psi                           .ที่ชั้นล่างสุดของระบบท่อดิ่ง

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

ความสูงระหว่าชั้น X           =           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 X           =           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 ไม่จำเป็นต้องมีถังเก็บน้ำบนหลังคาและไม่ต้องการปั๊มความดันคงที่สำหรับชั้นบนลุด 3ชั้น ทำให้ปะหยัดต้นทุนการก่อสร้างถังเก็บน้ำ ปั๊ม ระบบท่อน้ำและประหยัดพลังงาน

สุขภัณฑ์ทั้งหลายรวมทั้งท่ออ่อนทนความดันได้ถึง 150psi แต่ความดันในระบบท่อดิ่งมาที่สุขภัณฑ์ใช้ความดันสูงสุดที่ไม่เกิน 80psi ทำให้สามารถใช้ระบบท่อแนวดิ่งได้มากชั้น ลดจำนวนชุดปรับความดันและต้นทุนของระบบท่อได้มาก ความดันน้ำในระบบท่อดิ่งไม่มีผลกระทบต่อการใช้เพราะคนที่ใช้สามารถปรับการเปิดได้ตามความต้องการและความรู้สึกของผู้ใช้

เพื่อการประหยัดน้ำและพลังงานควรเลือกสุขภัณฑ์แบบประหยัดน้ำและตั้งวาวล์ปรับความดันน้ำลงให้ต่ำสุดโดยไม่กระทบความดันต่ำสุดที่สุขภัณฑ์ต้องการ และที่สำคัญคือการประชาสัมพันธ์ให้ผู้ใช้มีจิตสำนึกในการใช้น้ำอย่างประหยัด