Satakunnan ammattikorkeakoulu. Harri Nuora SULJETTUJEN PUTKIVERKOSTOJEN MITOITUSPERUSTEIDEN TARKASTELU

Satakunnan aattikorkeakoulu Harri Nuora SULJETTUJEN PUTKIVERKOSTOJEN MITOITUSPERUSTEIDEN TARKASTELU Tekniikka Pori Energiatekniikan koulutuohjela 008

SULJETTUJEN PUTKIVERKOSTOJEN MITOITUSPERUSTEIDEN TARKASTELU Nuora, Harri Satakunnan aattikorkeakoulu Energiatekniikan koulutuohjela Huhtikuu 008 Sanberg, Ea UDK: 68.4, 696. Sivuäärä: 89 Aiaanat: itoitukriteeri, optiointi, kokonaitalouellinen itoitu Suoea eri putkiverkotojen itoittaieen ei ole julkaitu yleipäteviä ohjeita tai ääräykiä. Kirjalliuuea on julkaitu lähinnä ohjeelliia itoitukriteerejä, joilla eri verkotot tulii itoittaa. Verkotoja itoitetaankin uein oittain tuntuan peruteella, eikä tieetä iten valittu itoitukriteeri vaikuttaa verkoton äänitekniiin aioihin, ääettävyyteen ja puppaukutannukiin. Opinnäytetyön päätavoitteena oli laatia työn tilaajalle Ininööritoiito AX-LVI Oy:lle itoitutaulukoita eri verkotoja varten. Mitoitutaulukoien laatiieki työä tutkittiin putkiverkotojen kokonaitalouellita itoittaita. Kokonaitalouelliea itoittaiea huoioiaan verkoton invetointikutannuket, puppaukutannuket, äänitekniikka ja ääettävyy. Invetointi- ja puppaukutannuten optiointia varten työä eitettiin lakentakaavat ja Excel-lakentaohjela. Äänitekniikkaa ja ääettävyyttä tutkittiin pääaiaa kirjalliuuen peruteella. Verkotojen peruääettävyyteen liittyen tehtiin ittaukia, joilla tarkateltiin nykyaikaien tuoteallipohjaien uunnitteluohjelan painehäviölakennan tarkkuutta. Mitoituken vaikututa invetointi-, puppau- ja kokonaikutannukiin tutkittiin toellien alliverkoton avulla. Malliverkotoon ovellettiin invetointi- ja puppaukutannukien optiointiin perutuvaa itoituta. Tutkiuken peruteella putkiverkotot, joille aetetaan korkeita vaatiukia äänitekniikan ja ääettävyyen oalta, tulee itoittaa väljäti. Muia tapaukia voiaan oveltuvin oin käyttää invetointi- ja puppaukutannukien optiointiin perutuvaa itoituta. Verkotojen itoittaieen tullaan varati tulevaiuuea kiinnittäään eneän huoioita ekä jatkuvati kallituvien putkiateriaalien yötä että energianäkökulata. Jo nykyäänkin tilaajat ovat ääritelleet ininööritoiitoille oia itoitukriteerejä, joilla tilaajan putkiverkotot pitää itoittaa.

REVIEW OF SIZING CRITERIA IN CLOSED PIPING SYSTEMS Nuora, Harri Satakunnan aattikorkeakoulu, Satakunta Univerity of Applie Science Degree Prograe in Energy Technology April 008 Sanberg, Ea UDC: 68.4, 696. Nuber of Page: 89 Key Wor: izing criteria, optiizing, econoical ienioning In Finlan there are not any publihe guieline or regulation for ienioning piping yte. In literature there are otly irective izing criteria on which the yte houl be ienione. Syte are otly ienione partly intuitively an it i not known how the electe izing criterion affect the oun engineering atter, ajutability an puping cot of the yte. The ai of thi thei wa to prepare izing table for ifferent yte for the work client, AX-LVI Conulting Lt. The econoical ienioning of a piping yte wa exaine for preparing the izing table. Invetent cot, puping cot, oun engineering an ajutability are taken into account in econoical ienioning. Forula an the Excel preaheet progra were introuce in thi thei for the optiization of invetent an puping cot. Soun engineering an ajutability were tuie fro literature. Meaureent relate to the baic ajutability of the yte were carrie out. The preure rop calculation of the oern prouct oel progra were exaine with eaureent. The effect of izing on invetent, puping an total cot were tuie with the help of a real oel yte. Meauring bae on the optiizing of the invetent an puping cot wa applie on the oel yte. On the groun of the tuy, piping yte which are et with high requireent on oun engineering an ajutability houl be ienione wiely. In other cae, when applicable, ienioning bae on invetent an puping cot ay be ue. Dienioning yte will ot likely get ore attention in the future becaue of the increaing cot of the piping aterial an becaue of the energy apect. Alreay in thee ay ubcriber have efine their own izing criteria on how the engineering office houl ize their piping yte.

SISÄLLYS JOHDANTO... 6. Tutkiuken tauta... 6. Tutkiuken tavoite... 6. Tutkiuken toteutu... 7 SULJETTUJEN PUTKIVERKOSTOJEN MITOITUSPERUSTEET... 9. Neteen virtau uljetuia kiertopiireiä... 9.. Suoran putken kitkapainehäviö... 9.. Putkioien painehäviö..... Kitkavatuten riippuvuu putkikoota.....4 Kertavatuten riippuvuu putkikoota.... Putkiverkotojen itoituperiaatteet.... Putkihalkaiijan ääräytyinen... 5.4 Putkitojen invetointi- ja puppaukutannuten optiointi... 7.4. Menetelä... 8.4. Menetelä... 0.4. Lähtöarvot ja Excel-lakentaohjela... SÄÄDETTÄVYYS JA ÄÄNITEKNIIKKA.... Putkiverkoton peruääettävyy..... Eiäätöenetelä..... Iteratiivinen enetelä... 4.. Suhteellinen enetelä... 5..4 Kopenointienetelä... 5..5 Paine-eroenetelä... 6..6 Mouuliaien verkotorakenteen eut peruääöä... 7..7 Putkiitoituken vaikutu ääettävyyteen... 8..8 Toiintaläpötilojen vaikutu ääettävyyteen... 8. Äänitekninen uunnittelu ja äänenvaiennu... 9. Toiintaolouhteien uutoten vaikutuket... 4 4 JULKAISTUJA MITOITUSOHJEITA... 47 4. Läityverkotot... 47 4. Jäähytyverkotot... 50 4. Mitoitukäytännöt ulkoailla... 5 5 SUUNNITTELIJOIDEN JA URAKOITSIJOIDEN KOKEMUKSIA... 5 5. Suunnittelijakyely... 5 5. Urakoitijakyely... 54

6 MALLIVERKOSTOJEN TARKASTELU... 55 6. Satakunnan aattikorkeakoulun LVI-laboratorion iulointiverkoto... 55 6. Patteriverkoto... 59 6. IV-jäähytyverkoto... 6 6.. Mitoitu... 64 6.. Mitoitu... 65 6.. Mitoitu... 66 6..4 Kutannuten vertailu... 70 7 MITOITUSTAULUKOIDEN LAADINTA... 74 7. Läityjärjetelät... 74 7. Jäähytyjärjetelät... 75 7. MagiCain käyttö... 76 7.. Käytettävät putkiarjat ja venttiilit... 77 7.. Virtaavan neteen tieot... 79 7.. Mitoitukriteerit... 79 7..4 Järjetelääärityket... 80 8 TUTKIMUKSEN TULOKSET... 8 9 SUUNNITTELUSUOSITUKSET... 86 LÄHTEET... 87 LIITTEET... 90 LIITELUETTELO LIITE Menetelä kaavat johettuina LIITE Menetelä kaavat johettuina LIITE Kyelyloake uunnittelijoille LIITE 4 Kyelyloake urakoitijoille LIITE 5 LVI-laboratorion iulointilaitteiton taopiirutuket, painehäviölakelat, ittaupöytäkirjat ja veivirtaittarin kalibrointitoitu LIITE 6 Mitoitukriteerin aaluettelo ja painehäviölakela LIITE 7 Mitoitukriteerin aaluettelo ja painehäviölakela LIITE 8 Mitoitukriteerin aaluettelo ja painehäviölakela

JOHDANTO. Tutkiuken tauta Nykyaikaiet tuoteallipohjaiet uunnitteluohjelat ovat ahollitaneet uljettujen putkiverkotojen helpon itoituken ja taapainotuken. Suunnitteluohjelien itoitu perutuu lakennallieen itoitukeen eli käytännöä tarkkaan painehäviölakentaan. Suunnittelijan harteille jää kuitenkin tilanteeeen opivian itoitukriteerin valiteinen, jonka peruteella uunnitteluohjela itoittaa putkiverkoton. Alan kirjalliuuea on julkaitu ohjeelliia itoitukriteerejä, joilla eri verkotot tulii itoittaa, utta ne eroavat elko paljon toiitaan lähteetä riippuen. Verkotoja itoitetaan uein oittain tuntuan peruteella, eikä tieetä iten valittu itoitukriteeri vaikuttaa verkoton äänitekniiin aioihin, ääettävyyteen ja puppaukutannukiin. Verkotoja itoitettaea pitäii ottaa huoioon rakennuken käyttötarkoitu ja ahollieti uuntojoutavuu. Eierkiki auinrakentaiea on huoioitava erityieti äänitekniet aiat ekä verkoton hyvä ääettävyy, kun taa teolliuuea äänitekniillä aioilla ei välttäättä ole uurta painoarvoa. Oikealla putkiverkoton itoitukella päätään kokonaitalouellieen ratkaiuun. Työn tilaaja AX-LVI Oy tekee onipuolita uunnittelua julki-, auin- ja liikerakentaien ektoreille ekä teolliuuelle. Yrityketä työn ohjaajana toiii Rakennu- LVI-ykikön ykikönjohtaja iploi-ininööri Urpo Koivula.. Tutkiuken tavoite Tutkiukea on tarkoitu laatia työn tilaajalle itoitutaulukoita erilaiia käyttökohteita varten, joita uunnittelija voi valita uunniteltavaan kohteeeen

7 opivian. Mitoitutaulukoita laaittaea otetaan huoioon euraavat käyttökohteen kannalta tärkeät aiat; ääni, invetointi- ja puppaukutannuket ekä ääettävyy.. Tutkiuken toteutu Tutkiu aloitetaan putkivirtauketa aiheutuvien virtauvatuten tarkatelulla. Käytännön ovellukia ilällä pitäen tutkiukea eitetään virtauvatuten riippuvuu putkikoota. Seuraavaki tutkitaan putkiverkotojen kokonaitalouellien itoittaien periaatteita ja illä eri tavoin putkihalkaiija voiaan äärittää. Kokonaitalouellien itoittaien yhtenä oana ovat invetointi- ja puppaukutannuket. Tutkiukea eitetään lakentaenetelät putkiverkoton invetointija puppaukutannukien optioiieki. Työn tilaajalle laaitaan erillinen Exceltaulukkolakentaohjela, jotta lakentaeneteliä voitaiiin hyöyntää aholliian tehokkaati. Lakentaohjela iältää yö uoran putken kitkapainehäviölakennan. Sääettävyy ja äänitekniikka ovat invetointi- ja puppaukutannukien liäki erkittäviä kokonaitalouellien itoituken kannalta. Sääettävyyen oalta tutkiukea eitetään eri peruäätöenetelät, ouuliaien verkotorakenteen eut peruääöä ekä valittujen toiintaläpötilojen ja putkien ja venttiilien itoituken vaikutu ääettävyyteen. Tutkiukea tarkatellaan putkiverkotojen äänitekniiä aioita lähinnä verkotojen itoitukeen liittyen ja liäki pohitaan venttiilien valitajien julkaieiin äänitaokäyriin liittyviä ongelia. Toiintaolouhteien uutoket vaikuttavat verkotojen ääettävyyteen ja äänitekniikkaan. Pupun eri äätötavat eitetään tutkiukea, koka oikealla pupun ääöllä voiaan erkittäväti hallita toiintaolouhteien uutoten vaikutukia. Tutkiukea kerätään yhteen ja taulukoiaan eri lähteiä julkaituja itoituohjeita. Mitoituohjeita analyoiaan ja pyritään elvittäään kyeiitä lähteitä ihin ne perutuvat. Saalla tehään katau yö putkiverkotojen itoitukeen ulkoailla.

8 Yhtenä oana tutkiuta uunnittelijoilta kerätään kokeukia kyelyn avulla käytettävitä itoitukriteereitä ja itoitukriteerin valintaan vaikuttavita tekijöitä. Toteutupuolen kokeukia rakennetuita verkotoita kerätään yheltä urakoitijalta erilliellä kyelyllä. Tutkiukea käitellään kolea eri alliverkotoa. Eniäinen alliverkoto on Satakunnan aattikorkeakoulun LVI-laboratorion iulointiverkoto. Siulointiverkotolla tutkitaan, kuinka tarkkaan peruäätöön tuoteallipohjaien uunnitteluohjelan lakeilla eiäätöarvoilla päätään. Toinen alliverkoto on työn tilaajan uunnittelea toellinen patteriverkoto. Patteriverkoton oalta tarkatellaan iten verkoto on itoitettu ja pohitaan aholliia ongelakohtia. Kola verkoto on työn tilaajan uunnittelea ilatoinnin (IV) jäähytyverkoto. IV-jäähytyverkotoon ovelletaan putkiton invetointi- ja puppaukutannuten optiointia. Verkoto itoitetaan uuetaan optioiulla itoitukriteerillä. Verkoton invetointi-, puppau- ja kokonaikutannukia vertaillaan kolella eri itoitukella. Tutkiuken toteutuken kannalta viieiiä vaiheita ovat ehotettavien itoitutaulukoien laainta, tutkiutulokien ja uunnitteluuoituten eittäinen.

9 SULJETTUJEN PUTKIVERKOSTOJEN MITOITUSPERUSTEET. Neteen virtau uljetuia kiertopiireiä Suljetulla kiertopiirillä tarkoitetaan ellaita kiertopiiriä, joa enojohtoa pitkin virtaava aine palautetaan paluuputkea takaiin järjetelään. Opinnäytetyöä tutkittavia uljettuja kiertopiirejä ovat läpöjohto-, jäähytyvei-, IV-läpöjohto- ja IVjäähytyverkoto. Suljetuia kiertopiireiä taattita notokorkeutta ei huoioia pupun itoitukea. Pupun notokorkeu ääräytyy pelkätään verkoton virtauvatuten peruteella. Aineen virratea putkea yntyy aina virtauvatukia, jotka ovat virtauken ja putken aiheuttaia painehäviöitä. Putkien virtauteknillieä itoitukea virtauvatuket jaetaan kahteen oaan:. kitkavatuten aiheuttaiin painehäviöihin. kertavatuten eli putkioien aiheuttaiin painehäviöihin.. Suoran putken kitkapainehäviö Kitkavatuket yntyvät virtaavan aineen iäietä kitkata eli vikoiteetita ekä putken iäpinnan einään ja virtaavan aineen välietä kitkata. Päättely ja kokeet ovat ooittaneet, että putken kitkavatuket ovat uoraan verrannolliia putken pituuteen, pyörteieä (turbulenttiea) virtaukea ynaaieen paineeeen, pyörteettöää eli lainaariea virtaukea virtaunopeuteen ja kääntäen verrannolliia putken iähalkaiijaan. Suoran putken kitkavatuten aiheuttaien painehäviöien eli kitkavatuten lakentayhtälö eitetään yleiein Darcy-Weibachin eittäää uooa (Kaava ). (Laiho 99, 4 44) l l p p v ()

0 p = uoran putken kitkavatuten aiheuttaa painehäviö, Pa l p = kitkavatukerroin = putken pituu, = putken iähalkaiija, = ynaainen paine putkea, Pa = virtaavan aineen tihey, kg/ v = virtaunopeu, / Kitkavatukerroin riippuu virtaavan aineen aineoinaiuukita, virtauken luonteeta ja putken iäpinnan laauta. Putken iäpinnan laatua kuvaa uhteellinen karheu k /, joka on putken iäpinnan epätaaiuukien kekiääräien korkeuen uhe putken iähalkaiijaan. Virtauken luonnetta kuvataan Reynolin luvulla Re, joka on virtaunopeuen ja putkihalkaiijan tulon uhe virtaavan neteen kineaattieen vikoiteettiin (Kaava ). Virtau on pyörteetöntä eli lainaarita kun Re 0 ja pyörteitä (turbulenttita) kun Re > 000. Ylienovyöhykkeellä 0 Re < 000 virtau on luonteeltaan epäääräitä. (Seppänen 00, 7 9) v Re () v = virtaunopeu, / = putken iähalkaiija, = virtaavan aineen kineaattinen vikoiteetti, / Kitkavatukertoielle ei ole löyettäviä yhtä ainoaa yhtälöä, jota e voitaiiin äärittää kaikille virtautapaukille ja kaikille erilaien karheuen oaaville putkille. Käytännön putkitojen virtau on kuitenkin iltei aina turbulenttita, joten tää työä käytetään painehäviölakelia ehkä LVI-tekniikaa yleiintä ja eniten käytettyä turbulenttien putkivirtauken kitkavatukertoien kaavaa. Colebrook- Whiten eittää kaava pätee koko turbulenttiella alueella ja en antaat tuloket vataavat riittävän tarkati toelliilla putkilla tehtyjä kokeita ja ittaukia. (Laiho 99, 45 48)

,5 k / lg Re,7 () Re k / = kitkavatukerroin = virtauken Reynolin luku = putken uhteellinen karheu.. Putkioien painehäviö Putken oat aiheuttavat virtauken pyörteilyä, joka kuluttaa energiaa. Vaikutu paineeeen ilaitaan yleenä kertavatukertoiella. Kertavatukerroin on uuri niiä oia ja varuteia, joia virtaunopeu ja virtauken uunta uuttuvat runaati. (Seppänen 00, 9) Vain harvoia poikkeutapaukia voiaan putkenoien aiheuttaa virtauvatu lakea teoreettieti. Ueiiten jouutaan turvautuaan kokeiiin. Putkioien painehäviö aaaan kaavata 4 kun kertavatukerroin tunnetaan. (Bohl 98, 05) p p v (4) p = putkioan painehäviö, Pa = kertavatukerroin = virtaavan aineen tihey, kg/ v = virtaunopeu, /.. Kitkavatuten riippuvuu putkikoota Turbulenttiea putkivirtaukea aalla ainevirralla ja aalla putkilaaulla kitkavatuket ovat lähe kääntäen verrannolliia iähalkaiijan viienteen poteniin (Kaava 5). Tällä on käytännön erkitytä, illä putkikokoja on valittavia uhteellien uurin kokoporratukin nielliuuruukittain (DN). Tällöin kitkavatuket

uuttuvat uhteellien paljon, kun putkikokoa vaihetaan ja ainevirta pietään aana. (Laiho 99, 5) Riippuvuu kitkapainehäviön ja putken halkaiijan uhteen aaaan johettua, kun kaavata korvataan nopeu v tilavuuvirran q v ja poikkipinnan A uhteella. p l q 4 v q 5 v 8 l Jo jätetään huoioiatta :n riippuvuu halkaiijata, aaaan turbulenttielle putkivirtaukelle riippuvuu (Kaava 5): p ~ 5 (5)..4 Kertavatuten riippuvuu putkikoota Suurilla putkilla kertavatuten ouu uootuu erkittävääki kuin kitkapainehäviön ouu. Aiaa voiaan kuvata ekvivalenttipituukilla, joka tarkoittaa, kuinka pitkää uoraa putkea kyeinen kertavatu vataa (Kaava 6). p p l v v l l (6) Tätä huoataan, että uurealla putkikoolla kertavatuten painehäviö vataa aina piepää putkea, koka halkaiija on uurepi ja kitkakerroin pienepi.

Riippuvuu putkioan painehäviön ja putken halkaiijan uhteen (Kaava 7) aaaan johettua, kun kaavata 4 korvataan nopeu v tilavuuvirran uhteella. qv ja poikkipinnan A p p ~ q 4 8 v q 4 v 4 (7). Putkiverkotojen itoituperiaatteet Putkiverkotojen itoittainen perutuu nykyiin kokonaitalouellieen itoittaieen. Kokonaitalouelliea itoitukea otetaan huoioon putkiton invetointija puppaukutannuten liäki verkoton ääettävyy ja äänitekniikka. Tällaiea itoitukea putkikoon valintakriteerin ja venttiilien painehäviötaon valinta tulee tehä iten, että verkoto on ykinkertainen itoittaa, helpoti virtauteknieti taapainotettavia, virtauteknieti tabiili ja ääniteknieti vaatiuket täyttävä. Tään kaltaiet vaatiuket pyritään ottaaan huoioon itoittaalla verkotot uhteellien väljiki ja venttiilit verraten uurelle paine-erolle. (Laiho 99, 97) Väljän putkiitoituken euraukena verkoton jokaien venttiilin yli vallitee lähe aa paine-ero. Näin ollen verkoton peruäätö on ykinkertaita ja lakennalliet eiäätöarvot voitaiiin jopa äärittää uoraan vakiopaine-eron ja itoituveivirran avulla venttiilien äätökäyrätöitä riittävällä tarkkuuella. Tätä itoituperiaatetta kututaan yö vakiopaine-eroitoitukeki. Vakiopaine-eroitoituken periaatetta on havainnollitettu kuvaa. (Kohonen, Laitinen & Virtanen 985, 0)

4 Kuva Vakiopaine-eroitoituken havainnollitu. (Kohonen, Laitinen & Virtanen 985, ) Nykyieen väljään itoitukeen pääyttiin iten, että aikaiein putkiverkotojen itoitukea otettiin huoioon vain putkiverkotojen invetointi- ja puppaukutannuten optiointi. Tällöin puppaukutannukiin oli yleenä otettu ukaan vain pupun käyttöenergian kutannuket. Tällainen optiointi johtaa putkitoihin, joia putkikoot ovat uhteellien pieniä ja näin ollen eri putki-ouukien painehäviöt ovat uhteellien erkittäviä. Myö äätöeliien painehäviöt itoitettiin uhteellien pieniki. Tällaien putkiton virtautekninen taapainotu vaatii kaikkien putkito-oien painehäviöien tarkkaa tunteita, jotta tarvittavat kurituket voitaiiin lakea. Varinkin aikakauella ennen itoituohjelia painehäviöien käinlakenta oli työlätä, ja iki e aattoi jäää tekeättä. Jo verkoto oli uunnitteluvaiheea jäänyt ta-

5 apainottaatta, oli euraukena ueiiten yö käytännöä taapainottaaton verkoto. Valiin verkoton ittaukiin perutuva taapainotu on ueiiten vaikeaa ja työlä tehtävä, joka ei ueinkaan onnitu käytännöä ilan kohtuutonta työäärää ja kutannukia. Eierkiki vuonna 985 tehyn elvityken ukaan 95 % rakennuten patteriverkotoita olii tarvinnut uutta peruäätöä. (Laiho 99, 96) Vakiopaine-eroitoitu enetelänä allii vähäiet laiinlyönnit uunnittelua tai toteutukea ilan, että verkoton virtau-, läpö- ja äätötekninen toiinta ratkaievati häiriintyy.. Putkihalkaiijan ääräytyinen Putkihalkaiijan valintaan voiaan käyttää onia eri kriteerejä. Yleiiin käytetyt kriteerit voiaan jakaa kahteen eri pääryhään; talouellieen optiointiin ekä ääni- ja taapainotuteknieen optiointiin perutuviin kriteereihin. (Laiho 99, 88) Talouelliea optioinnia putkihalkaiija ääritetään iten, että jokaielle putkikoolle valitaan uurin kuljetettava ainevirta tai teho. Putkihalkaiija voiaan yö äärittää iten, että jokaielle putkikoolle valitaan uurin allittu kitkapainehäviö pituutta kohen. (Laiho 99, 88) DN q v ax tai ax tai ja R ax DN q v Ääni- ja taapainotuteknieä optioinnia putkihalkaiija ääritetään iten, että jokaielle putkikoolle valitaan uurin allittu virtaunopeu. (Laiho 99, 89) ja v ax DN q v Tuoteallipohjaiia uunnitteluohjelia putkihalkaiija äärätään kriteerillä uurin allittu kitkapainehäviö putkietriä kohen ja/tai uurian allitun virtaunopeuen peruteella. Nää kriteerit voiaan vapaati valita jokaielle putkikoolle. Kuvaa on eitetty itoitukriteerien luonti MagiCAD:ä.

6 Kuva Mitoitukriteerien luonti MagiCAD:ä. (MagiCAD 006.5) Käyttötarkoitukeen opivan itoitukriteerin valiteinen pohjautuu aina oaltaan invetointi- ja puppaukutannuten optiointiin. Talouellieti para putkikoko aavutetaan illoin, kun putkiton invetointi- ja puppaukutannuten ua aavuttaa iniin (Karvonen y 970, 7). Invetointikutannu kavaa putkihalkaiijan ukana ja aalla tietyn veivirran puppaukutannu pienenee nopeuen pienentyeä (Kuva ) (Seppänen 00, 47). Vuoikutannuket [/a] 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 Kokonaikutannu Invetointikutannu Puppaukutannu 0 0 0 0 40 50 opt 60 70 80 90 00 Putken halkaiija, Kuva Invetointi- ja puppaukutannukiltaan optiaalien putkikoon periaatteellinen ääräytyinen. (Seppänen 00, 47)

7 Optioiun putkikoon lakeiea täytyy huoioia, että putkihalkaiijoita on oleaa vain tietyt tanarikoot. Putkikokoa ei voia kuitenkaan valita pelkätään invetointi- ja puppaukutannuten optioinnin peruteella, illä kuten eellä toettiin, itoitukriteerin valinnan täytyy perutua kokonaitalouelliuuteen. Valinnaa tulee huoioia yö erilaiten rakennuten ja käyttötarkoituken aettaat vaatiuket. Eierkiki virtaunopeuen kavainen liiaki liää erooiokorrooion vaaraa ekä elunkehitytä. Näien liäki tulee varitua iitä, että erityieti verkoton toiinnan kannalta tärkeät äätötekniet uorituarvot täyttyvät. Toiaalta putkien yliitoittaieta ei yleenä ole uuta haittaa kuin turhat invetointikutannuket. Joiakin tapaukia tilankäytön kana, eierkiki ahtaia konehuoneia, voi tulla ongelia. Yliitoituken erkittävipänä etuna voiaan pitää järjetelien uuntelu- ja laajennuaholliuukia. Tarkati itoitettuja putkitoja ei voia liärakentaiea hyöyntää yhtä helpoti ja halvalla kuin yliitoitettuja. Putkitojen yliitoitu vaikuttaa käyttökutannukiin pienentäväti. Koka painehäviöt jäävät pieniki, voiaan valita väheän ähköä kuluttava ja yö invetoinneiltaan pienepi puppu kuin tarkati itoitettuun kohteeeen. Liäki virtaunopeuet jäävät pieniki. Tää puoletaan vähentää äänihaittoja ja kuluita. (Kauppaja teolliuuiniteriö 989, 7).4 Putkitojen invetointi- ja puppaukutannuten optiointi Putkitojen invetointi- ja puppaukutannuten optioiieki on alan kirjalliuuea julkaitu kaki erilaita enetelää. Eniäieä enetelää, joka on ehkä yleiepi, eitetään putken vuoikutannu putkihalkaiijan funktiona ja aetetaan en eniäinen erivaatta halkaiijan uhteen nollaki. Menetelän heikkou on e, ettei ole käytettäviä itä tahana putkihalkaiijoita, eikä tuloketa ilene kupaan uuntaan pyörity pitäii tehä. Joku on unohettu yö e, että puppaukutannukia lakettaea on käytettävä pupun veivirtaa eikä kyeien putken oaa veivirtaa. (Karvonen y 970, 7) Toiea enetelää erkitään kahen eri putkikoon vuoikutannuket yhtä uuriki, jolloin voiaan ratkaita kyeiten putkien talouellien veivirran raja-arvo. Menetelällä pytytään etiään ne veivirran raja-arvot, joien iällä kunkin put-

8 kilaaun käyttäinen on invetointi- ja puppaukutannukiltaan eulliinta. (Karvonen y 970, 7).4. Menetelä Kun lauutaan putken vuoikutannu putkihalkaiijan funktiona ja aetetaan en eniäinen erivaatta halkaiijan uhteen nollaki, aaaan vuotuiet kutannuket inioiva halkaiija (Karvonen y 970, 7). Kaavat 8 ja 9 perutuvat oittain lähteen (Karvinen & Syrjälä 99, 9) kaavoihin. Kaavoja on korjailtu niiä ilenneien virheien vuoki ja kaavoihin on tehty pieniä liäykiä. Kaavat 8 4 on johettu liitteeä ykikkötarkateluineen, jotta varituttiin niien oikeelliuueta. Puppau aiheuttaa vuoikutannuken (Kaava 8), erkinnät kaavan 0 jälkeen: H L 8 q 4 k 4 000 L e (8) Putken hankinnata aiheutuva vuoikutannu (Kaava 9), erkinnät kaavan 0 jälkeen: H n i i f n i 5 p 0 t kt L 0 v (9) 6 5 p 0 n Kokonaiuuea putkiton hankinta aiheuttaa vuoikutannuken H H H, jolle aaaan iniiarvo kaavata 0: H H H 0 (0) l = vuotuiet kutannuket inioiva halkaiija, = putkiouuen pituu,

9 q = putken kitkavatukerroin = kertavatukerroin = aavirta, kg/ k e n = vuotuinen käyttöaika, vrk/a = ähkön hinta, /kwh = kuoletuaika, a i = lakentakorko, %/00 f = työkutannukerroin, / t = putken einään tihey, kg/ = pupattavan neteen tihey, kg/ k t = putken kilohinta, /kg = pupun hyötyuhe, %/00 p = paine putkea, bar = lakentalujuu, N/ n v = varuukerroin = hitauliitokerroin Toiaalta, jo lakelia halutaan ottaa huoioon energian ootettavia oleva hinnan nouu, voiaan eellä olevat yhtälöt eittää nykyarvoenetelällä, jolloin käytötä aiheutuvat kutannuket uunnetaan invetointihetkeen. Puppau aiheuttaa kutannuken (Kaavat ja ): H K 8 q L ke 4 000 e 4 L () K e ( ( i p)) i p i p n n () Jo lakentakorko ja ootettavia oleva energian hinnan nouu on aa (i = p) (Kaava ):

0 K e n i i i n () Putken hankinnata aiheutuva kutannu (Kaava 4): H f 5 p 0 t kt L 0 v (4) 6 5 p 0 n p = ootettavia oleva energian hinnan nouu %/00 Tätä enetelää ovelletaan etenkin teolliuuputkitoja uunniteltaea. Tarvittavat ateriaaleja kokevat kertoiet aaaan joko Suoen tanarioiiliiton tanareita tai tuotevalitajien RT-tuotekorteita. Työkutannukertoien arvioinnia apuna voi käyttää erilliiä noritunteja, jotka ääritellään LVI-toiialan uoritupalkkautöien työehtoopiukea..4. Menetelä Seuraavaki laketaan helpoalla ja käyttökelpoiealla tavalla invetointi- ja puppaukutannukien peruteella optioiut putkikoot. Optiiputkikokojen lakeinen aloitetaan etiällä ne veivirran raja-arvot, joien iällä kunkin putkikoon käyttäinen on talouelliinta (Karvonen y 970, 7). Menetelä kokee vain vaikeian kiertopiirin itoituta. Muien virtaupiirien, eli ivuvirtaupiirin itoitukea lähetään iitä paine-erota, joka vallitee haaroitupiteeä. Sivuvirtaupiireiä voiaan käyttää uurepia R:n arvoja kuin päävirtaupiiriä. Se, illä tavalla käytettäviä oleva paine-ero tulii jakaa eri putkikokojen keken, ei ole helpoti ooitettavia. Vaikeian kiertopiirin ja ivuvirtaupiirin oalta voiaan kuitenkin toeta, että paine-eroa kannattaa äätää pieniä ja halvoia putkia ja kuluttaa itä uuria ja kalliia putkia. (Karvonen y 970, 9)

Alkuperäiet kaavat on lähteetä (Karvonen y 970, 7). Kaavoja on kuitenkin eelleen paranneltu tätä työtä varten. Kaavojen ykikkötarkatelut löytyvät liitteetä. Putkiouuen vuoikutannu laketaan kaavalla 5: K n i i V P B L S L R n i 000 O V V O E t 000 k 4 (5) K n = putkiouuen vuoikutannuket, /a = kuoletuaika, a i = lakentakorko, %/00 B L V V p = putken hinta aennettuna ja eritettynä, / = putkiouuen pituu, = putken läpi kulkeva tilavuuvirta, l/ = pupun kokonaiveivirta, l/ t k E = pupun käyntiaika, vrk/a = ähköenergian hinta, /kwh = pupun hyötyuhe, %/00 R = kitkapainehäviö, Pa/ V O R O = V O S = ielivaltainen tilavuuvirta, l/ vataava R:n arvo, Pa/ = + (kertavatuten äärä % kitkapainehäviöitä)/00 Talouelliian veivirran raja-arvo aaaan erkiteällä kahen putkikoon vuoikutannuket (Kaava 5) yhtä uuriki ja ratkaiealla V (Kaava 6). Kuvaa 4 on havainnollitettu talouelliian veivirran raja-arvon uootuita. Mielivaltaieti valittu tilavuuvirta ja itä vataava kitkapainehäviö vaikuttavat paraabelin jyrkkyyteen (Kuva 4).

000 000 000 4 000 000 O O O O k p n n V R V R t E S V B B i i i V (6) Nykyarvoenetelällä talouelliian veivirran raja-arvo aaaan vataavati kaavalla 7: 000 000 000 4 000 000 O O O O k p e V R V R t E S V K B B V (7) B = uurean putkikoon hinta aennettuna ja eritettynä, / O V = uurean putkikoon ielivaltainen tilavuuvirta, l/ O R = O V vataava R:n arvo, Pa/ 0 4 5 6 7 8 9 0 0 4 5 6 7 Tilavuuvirta Vuoikutannuket DN 5 DN 0 DN 5 DN 0 DN 0 DN 5 DN 0 Kuva 4 Talouellien veivirran raja-arvot. (Karvonen y 970, 8)

.4. Lähtöarvot ja Excel-lakentaohjela Lakettaea kualla tahana enetelällä kannattaa varinaiet lakelat uorittaa taulukkolakentaohjelalla kaavojen utkikkuuen vuoki. Taulukkolakentaohjelalla voiaan yö lakea uoran putken kitkapainehäviö, jolloin vältytään hitaalta iagraien käytöltä. Painehäviölakelia ei voia välttyä iteroinnilta, utta tää onnituu helpoti Excelin VBA-ohjelointikielen avulla (Viual Baic for Application). Talouelliipien putkikokojen lakeieki tätä opinnäytetyötä varten on laaittu Excel-lakentaohjela, joka lakee talouelliiat putkikoot yötettyjen alkuarvojen peruteella kuallakin enetelällä. Excel-lakentaohjelaa on yö pikaitoitutoiinto, jolla voiaan nopeati lakea uoran putken kitkapainehäviö. Pupun veivirtaa ja vuotuita käyttöaikaa ietittäeä on tarkeia lakelia huoioitava, että joiakin järjeteliä varin harvoin tarvitaan akii- eli itoituvirtaaaa. Eierkiki jäähytypalkkiverkotoia, joia palkeilla on kakitieventtiilit ja puppu on varutettu taajuuuuttajalla, itoituvirtaaaa tarvitaan hyvin harvoin. Veivirran ja käyttöajan tarkaa ääritykeä apuna voiaan käyttää kuorituken pyyvyykäyriä, jotka aalla eittävät yö veivirran pyyvyykäyriä. Veivirran uuttuea pupun hyötyuhe uuttuu riippuen äätötavata. Tääkin voiaan ottaa huoioon, illä pupun hyötyuhekäyrän ja veiäärän pyyvyykäyrän avulla voiaan laatia pupun hyötyuhekäyrä ajan funktiona. (Vuorelainen 980, 7) Putkiton invetointi- ja puppaukutannuten optioiieki aholliian tarkati putkien hinnat (alv. %) on lakettu aennettuna ja eritettynä nouattaalla LVI-toiialan työehtoopiuken ukaita putkialan urakkahinnoittelua ekä putkierityalan urakkahinnoittelua. Materiaalien hinnat on otettu LVI-Dahl Oy:n.7.007 julkaituta hinnatota. Varinainen lakenta on tehty ATK-Paja Oy:n Xpaja-ohjelitolla, joa lakentaparaetreina on käytetty taulukoa olevia paraetreja. (Xpaja 007) (LVI-Dahl Oy Hinnato 007) (LVI-toiialan työehtoopiu 007)

4 Taulukon oaproentilla pyritään kattaaan tarjoulakennaa ellaiet ykittäiet kutannuket, joita ei pytytä tarkati lakeaan kuten tarvittavat putkenoat ja kannaketarvikkeet. Oaproentti liätään putken hintaan, oaproentin käyttö nopeuttaa tarjoulakentatyötä. Taulukoa on eitetty tuntien ja kulukorvaukien oalta norituntikertoiet (/nh). Urakkaua aaaan kertoalla norituntien ua norituntikertoiella. Talotekniikka-alan LVI-toiialan työehtoopiukea on ääritelty eri LVI-tarvikkeien aentaieen käytettävät norityöajat. Taulukko Tarjoulakentaohjelaa käytetyt lakentaparaetrit. Katteet Ykikkö Tarvikekate 0 % Työkate 0 % Työn tuntiliä Olouheliä 7 % Tunnit ja kulukorvauket Palkka, /nh Matkatunnit, /nh Päivärahat 7,5 /nh Matkarahat,6 /nh Työn kutannuliät Työnjohto/toiito 5 % Kärkiieliä 5, % Soiaalikutannuket 75 % Oaproentti Teräputki 40 % Ruotuaton teräputki 40 % Kupariputki 40 % Kopoiittiputki 00 % Kuvia 5 on eitetty eri putkikokojen hinnat ateriaaleittain. Kuvia on eritelty pelkän ateriaalin hinta, putken hinta aennettuna ekä putken hinta aennettuna ja eritettynä. Erityvahvuukien ääritykeä on käytetty vuoen 00 LVIohjekortin 50-045 ivun ukaiia eritearjoja.

5 Putken hinta [/] 70 60 50 40 0 0 0 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennettuna + eritettynä (putki & erite) 0 5 0 5 40 50 65 80 00 5 50 00 Putken DN koko Kuva 5 Teräputken hankintakutannuket niellikoottain, eriteenä aluiinipintainen ineraalivillakouru, koot DN 0-40 ovat kekirakata kierteitettävää putkea ja koot DN 50-00 ovat hitattavaa teräputkea. Putken hinta [/] 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennettuna + eritettynä (putki & erite) 0 5 0 5 40 50 65 80 00 5 50 00 Putken DN koko Kuva 6 Teräputken hankintakutannuket niellikooittain kuten eellä utta eriteenä olukui.

6 Putken hinta [/] 90 80 70 60 50 40 0 0 0 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennu + erity (putki & erite) 0 5 0 5 40 50 65 80 00 5 50 00 Putken DN koko Kuva 7 Ruotuattoan teräputken hankintakutannuket niellikooittain, eriteenä olukui. Putken hinta [/] 0 0 0 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennu + erity (putki & erite) 0 5 8 8 5 4 54 64 Putken koko [] Kuva 8 Kupariputken hankintakutannuket halkaiijoittain, eriteenä aluiinipintainen ineraalivillakouru.

7 Putken hinta [/] 0 0 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennu + erity (putki & erite) 0 5 8 8 5 4 54 64 Putken koko [] Kuva 9 Kupariputken hankintakutannuket halkaiijoittain, eriteenä olukui. Putken hinta [/] 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennu + erity (putki & erite) 6 0 5 40 50 6 Putken halkaiija [] Kuva 0 Kopoiittiputken hankintakutannuket halkaiijoittain, eriteenä ineraalivillakouru.

8 Putken hinta [/] 00 90 80 70 60 50 40 0 0 0 0 Materiaali (putki) Aennettuna (putki) Aennu + erity (putki & erite) 6 0 5 40 50 6 Putken halkaiija [] Kuva Kopoiittiputken hankintakutannuket halkaiijoittain, eriteenä olukui. Taulukkoon on kerätty eri putkien iäpinnan karheukia, joita tarvitaan uoran putken kitkapainehäviön lakeiea. Taulukko Putkijohtojen iäpinnan karheukia (Laiho 99, Liite 6). Putkityyppi Siäpinnan laatu Karheu, [] Lakelia Raja-arvot ohjearvona Veetyt putket, (einki, aluiini, kupari) uui, ileä 0,00...0,00 0,005 kupariputket iältää kerrotuan 0,5 Teräputket uui, ileä 0,0...0,0 0,045 ruotunut 0,5...,0 hyvin ruotunut,0...,0 Kuuainkitty uui, ileä 0,0...0,6 iältää kerrotuan Valurautaputki uui, ileä 0,...0,6 0, bituoitu 0,...0, 0, Muoviputket uui, ileä 0,005...0,0070 0,005 Kopoiittiputket uui, ileä 0,0004

9 Kuvaa eitetään ähkön hinta kuluttajatyypeittäin aikavälillä 994-007, tään tarkoitukena on havainnollitaa ähkönhinnan kehitytä. Tähän enneä toteutunutta hinnankehitytä voiaan käyttää apuna arvioitaea ootettavia olevaa energian hinnan nouua. Kuva Sähkön hinta kuluttajatyypeittäin 994 007, c/kwh (Tilatokeku, Lähe: Energiaarkkinavirato). Kuvaa on Excel-lakentaohjelan enetelän ukainen lakenta. Painehäviölakennaa ohjela käyttää kaavoja, ja. Invetointi- ja puppaukutannukiltaan eulliian putkikoon ohjela ratkaiee kaavoilla 8, 9 ja 0. Kuvan 4 lakentaan on valittu tarkoitukella eierkinoaiet alkuarvot, joilla aaaan vuotuiet kutannuket inioivaki halkaiijaki 07. Tällöin kokonaivuoikutannu jakautuu invetointi- ja puppaukutannuten uhteen. Invetointikutannuten ouu kokonaivuoikutannukita on 4 (70 %) ja puppaukutannuten ouu on 8 (0 %). Kuvaa 4 on Excel-lakentaohjelan enetelän ukainen lakenta. Painehäviölakennaa käytetään aoja kaavoja kuin enetelää. Talouelliian veivirran raja-arvon ohjela ratkaiee kaavalla 7. Myö kuvan 4 lakentaan on valittu eierkin oaiet alkuarvot, joilla aaaan kuvan 5 kaltaiet veivirran rajaarvot. Kuvan 5 tulokita nähään e itä eellä toettiin; paine-eroa kannattaa äätää pieniä ja halvoia putkia ja kuluttaa itä uuria ja kalliia putkia.

0 Putkiitoitu-optioija..008 Menetelä H L 8 q 4 k 4 000 e L H n i i n i 5 p0 f t kt L 6 0 p0 n 5 v Lähtöarvot: H H H 0 Painehäviölakenta Pupattavan neteen tihey ρ, kg/ 986 Pupattavan neteen kine.viko., / 5,0E-07 Putken karheu, 0,045 Annuiteettitekijä Lakentakorko i, %/00 0,05 Lakentajakon pituu n, a 40 Tarvittava putken einäänvahvuu Paine p, bar 59 Varuukerroin n,5 Lakentalujuu σ, N/ 5 Hitauliitokerroin v Käyttökutannu Putkijohon pituu l, 00 Kertavatuket ς 5 Maavirta, kg/ 0 Vuotuinen käyttöaika τ, vrk 70 Sähkönhinta k e, /kwh 0, Pupun hyötyuhe η, %/00 0,5 Siirry Alkuun Pikaitoitukeen Menetelään Invetointikutannu Putken kilohinta k t, /kg 4 Putken tihey ρ t, kg/ 7000 Työkutannukerroin f Ohje: Vihreiä oluia olevien alkuarvojen täyttäien Tuloket: jälkeen paina lakenta nappia, yö uutettuai alkuarvoja. Tarvittava putken einäävahvuu 0,0099,9 Lake Kokonaikutannuket inioiva halkaiija 0,07054 07 Kokonaipainehäviö, kpa 9,8 Virtaunopeu, /, Kitkapainehäviö, Pa/ 55 Putken hinta / 74 Puppauketa aiheutuva vuoikutannu, 8 Putken hankinnata aiheutuva vuoikutannu, 4 Kuva Excel-lakentaohjelan enetelän ukainen lakenta.

Putkiitoitu-optioija 6..008 Menetelä Lähtöarvot: V B B 000 V p E RO RO Ke S tk 4 000 000 V O V O 000 000 K e n ( ( i p)) i p i p K e n i i i n n Painehäviölakenta Pupattavan neteen tihey ρ, kg/ 986 Pupattavan neteen kine.viko., / 5,0E-07 Putken karheu, 0,045 Nykyarvo Ootettavia oleva energian hinnan nouu p, %/00 0,04 Lakentakorko i, %/00 0,05 Lakentajakon pituu n, a 40 Käyttökutannu Pupun kokonaiveivirta Vp, l/ 9,0 Pupun käyntiaika tk, vrk 70 Sähköenergian hinta E, /kwh 0, Pupun hyötyuhe η, %/00 0,7 Kertavatuten ouu kitkapainehäviöitä S, +(%/00), Valittu putkiarja: Sauaton teräputki DN 40-00 + (aluiinipintainen ineraalivillakouru) Putkiarja Invetointi kutannu Ohje: Ennen lakeita valite jokin alla olevita putkiarjoita tai luo oa arja. Ulkohalkaiija Seinäänvahvuu Hinta aennettuna ja eritettynä [] [] [/] 48,,6 5, Kupariputkiarja aennettuna 60,,9 56,9 Kupariputkiarja aennettuna & eritettynä (aluiinipintainen ineraalivillakouru) 76,,9 66,6 88,9, 77,5 4,,6 9, 9,7 4,0,0 68, 4,0,6 9, 4,5 58, Kekiraka kierteytettävä teräputki DN 0-40 aennettuna Kekiraka kierteytettävä teräputki DN 0-40 aennettuna & eritettynä (aluiinipintainen ineraalivillakouru) Sauaton teräputki DN 40-00 aennettuna Sauaton teräputki DN 40-00 aennettuna & eritettynä (aluiinipintainen ineraalivillakouru) Ruotuaton teräputki DN 40-00 aennettuna Ruotuaton teräputki DN 40-00 aennettuna & eritettynä (olukui) Kopoiittiputkiarja aennettuna Kopoiittiputkiarja aennettuna & eritettynä (aluiinipintainen ineraalivillakouru) Oa putkiarja Lake Tuloket: Alaraja Yläraja DN 40 0 0,40 Virtaaa l/ 0 6 Painehäviö Pa/ 0 0,9 Virtaunopeu / DN 50 0,40,07 8 4 0,8 0,44 Diagrain tulotu: DN 65,07,479 60 0,6 0,64 Eikatelu DN 80,479,9500 7 65 0,46 0,74 DN 00,9500 9,56 8 94 0,44,06 DN 5 9,56 0,70 DN 50 DN 00 Siirry Alkuun Pikaitoitukeen Menetelään Kuva 4 Excel-lakentaohjelan enetelän ukainen lakenta.

Talouellien veivirran raja-arvot Tilavuuvirtau [l/],00 0,00 8,00 6,00 4,00,00 0,00 DN 40 DN 50 DN 65 DN 80 DN 00 Raja-arvot 0,40,07,479,9500 9,56 Painehäviö talouellien veivirran raja-arvoia 00 Painehäviö [Pa/] 80 60 40 0 0 DN 40 DN 50 DN 65 DN 80 DN 00 Raja-arvot 6 4 60 65 94 Virtaunopeu talouellien veivirran raja-arvoia Virtaunopeu [/],0,00 0,80 0,60 0,40 0,0 0,00 DN 40 DN 50 DN 65 DN 80 DN 00 Raja-arvot 0,9 0,44 0,64 0,74,06 Kuva 5 Excel-lakentaohjelan enetelän ukainen iagrai lakentatulokita kuvan 4 lähtöarvoilla.

SÄÄDETTÄVYYS JA ÄÄNITEKNIIKKA. Putkiverkoton peruääettävyy Kokonaitalouellien itoituajattelun peruteella uljetun putkiverkoton tulee olla helpoti peruääettäviä. Eierkiki auinrakentaiea äätäien avulla kiinteitön oitaja ja vuokralaiet aavat ellaien iäilaton, jota he ovat akaneet. Kiinteitön oitaja välttyy liäki valitukilta. Nää ovat ehkä äätäien tärkeiät eut. (Petitjean, Nyko & Sanberg 990, 5) Säätäinen vähentää yö energian kulututa; oaki uoraan ahollitaalla läitykeä alean kekiläpötilan rakennukea ja korkeaan jäähytykeä, oaki epäuorati parantaalla äätiien toiintaolouhteita. (Petitjean y. 990, 5) Putkiverkotojen peruäätöeneteliä ovat:. eiäätöenetelä. iteratiivinen (toito-) enetelä. uhteellinen enetelä 4. kopenointienetelä 5. paine-eroenetelä.. Eiäätöenetelä Suoea eiäätöenetelä on yleiin käytetty enetelä. Muita äätöeneteliä ( 4) käytetään lähinnä illoin, kun eiäätöenetelää ei voia yytä tai toieta käyttää. Käytettäeä eiäätöenetelää uunnittelija lakee eiaetuarvot eli eiäätöarvot kaikille kertaäätöventtiileille ja iloittaa ne piirutukia. Tään etuna on e, että urakoitija voi eiäätää kaikki venttiilit jo aennuken yhteyeä huuheltuaan verkoton. Eiäätöenetelän käyttö ykinkertaitaa huoattavati äätötyötä ja äätää aikaa ekä vaivaa. Minkään uun äätöenetelän käyttö uuia

4 verkotoia ei ole peruteltua itoittavien uunnitteluohjelien käytön yötä, illä uunnitteluohjelat lakevat autoaattieti eiäätöarvot ja tuoteallien pohjalta uunnittelija voi lakettaa eiäätöarvot inkä tahana valitajan venttiileille tai vaihtoehtoieti käyttää kv-arvoa. Vaikka eiäätöarvot laketaan toiitopöyän ääreä ja hyvin harvoin verkoto voiaan rakentaa täyin piirututen ukaieki, ilti tarkkaan painehäviölakentaan perutuvien uunnitteluohjelien lakeat eiäätöarvot ovat käytännöä lähellä toelliia arvoja, joihin ittauken ja ääön yötä pääytään. Verkotot uunnitellaan koliulotteieti, jolloin verkotokuvauketa tulee elko tarkati aanlainen kuin toellieta verkotota. Kuvaa 6 on eitetty MagiCAD-uunnitteluohjelan painehäviölakentaa erään verkoton vaikeiata eli itoittavata kiertopiiritä. Kuva 6 Tarkka painehäviölakenta MagiCAD:ä. (MagiCAD 006.5).. Iteratiivinen enetelä Iteratiivita enetelää käytetään yleenä illoin kun uita eneteliä ei voia yytä tai toieta käyttää. Tyypillieti iteratiivita enetelää jouutaan käyttäään verkotoihin, joita ei voia kertaäätöventtiilien puutteen vuoki jakaa ouuleihin. Iteratiivinen enetelä on ykinkertainen uorittaa, utta vaatii paljon aikaa ja vaivaa. (Petitjean & Huuhtanen 994, 4)

5 Iteratiiviea enetelää äätötyö aloitetaan puppua lähipänä olevita piireitä, joia on toennäköieti ylivirtaaia. Ylivirtaaia kuritetaan ja piirit, joien venttiileiä on alivirtaaia, jätetään täyin auki. Säätötyötä toitetaan niin kauan, kunne itatut virtaaat vataavat riittävällä tarkkuuella uunniteltuja virtaaia. (Petitjean & Huuhtanen 994, 4) Iojen verkotojen äätäinen iteratiiviella enetelällä on ykinkertaieti liian työlätä ja aikaa vievää... Suhteellinen enetelä Suhteellinen enetelä perutuu iihen, että piiriin yhteieti vaikuttavan paine-eron uutoket uuttavat virtaaia piiriä aaa uhteea. Suhteelliea enetelää tarkatellaan ääettävien piirien itatun virtaaan ja lakennallien virtaaan uhetta. Säätötyö aloitetaan lakealla kaikkien piirien virtaaauhteet. Tavoitteena on aaa kaikille piireille aa virtaaauhe, tällöin ääettävien piirien virtaaat uuttuvat aaa uhteea. Säätötyö etenee haarajohoita kohti pääjohtoa. Lopulta verkoton pääventtiiliä äätäällä aaaan kaikille verkoton venttiileille virtaaauhteeki. (Petitjean & Huuhtanen 994, 5) Menetelä on työlä ja aikaa vievä, utta enetelän hyvänä puolena on e, että peruääön toteutu onnituu yhen ittaajan voiin ja teoriaa äätötyö voiaan tehä ilan eiäätöarvoja. (Petitjean & Huuhtanen 994, 5)..4 Kopenointienetelä Kopenointienetelä on Tour & Aneron Oy:n (TA) kehittää. Se on uhteellieta enetelätä pieälle kehitetty verio. Kopenointienetelää virtaaauhteet pietään kokoajan arvoa. Virtaaauhteen pitäieki arvoa haarajohon vaikeian piirin kertaäätöventtiilitä (vertailuventtiili) itataan jatkuvati virtaaaa. Säätötyön eeteä haarajohoa vertailuventtiilin virtaaan uutoket kopenoiaan haarajohon pääventtiiliä äätäällä. (Petitjean & Huuhtanen 994, 5 0)

6 Kopenointienetelän etuja ovat:. verkoto voiaan ottaa käyttöön oittain ilan, että koko verkotoa tarvitee äätää uuelleen en valituttua. äätöön käytettävä aika vähenee huoattavati verrattuna uhteellieen enetelään, koka kopenointienetelä vaatii vain yhen virtaaa-aetuken venttiiliä kohen. pupun notokorkeu aaaan inioitua, illä pupun yliääräinen paine jää enetelää verkoton pääventtiilille Kopenointienetelä on enetelänä para, jo yytä tai toieta ei haluta lakea venttiilien eiäätöarvoja. Peruääön uorittainen ilan eiäätöarvoja aattaa kuitenkin olla huoattavan paljon työlääpää kuin eiäätöarvojen lakeinen uunnitteluohjelitolla. Kopenointienetelän työvaiheet ovat:. verkoto kuvataan ouulien avulla tietokoneelle. iirretään verkotokuvau tietokoneelta veivirtaittarille. itataan ja ääetään verkoto käyttäällä aanaikaieti kahta veivirtaittaria..5 Paine-eroenetelä Paine-eroenetelää käytetään patteriverkoton peruääöä illoin, kun halutaan tehä peruäätö aholliian tarkati. Paine-eroenetelän käyttö eellyttää uunnittelijan lakeia eiäätöarvoja. Sillä voiaan päätä eullieen ja tarkkaan peruäätöön, koka paine-ero voiaan itata huoattavati tarkein kuin veivirta (LVI-ohjekortti 4-00 994, 8). Menetelä perutuu linjojen paine-eron ittaaieen.

7..6 Mouuliaien verkotorakenteen eut peruääöä Teoriaa yhen kertaäätöventtiilin aennu jokaielle verkoton laitteelle riittää oikean virtaaajakauan aavuttaieki. Tällöin kuitenkin peruäätöä tehtäeä uuttuu yhtäkin virtaaaa ääettäeä yö painehäviö kyeieä virtaupiiriä, ikä eelleen uuttaa paine-eroja uualla verkotoa; laitteia, venttiileiä ja putkia. Kertaäätöventtiilin virtaaan äätäinen itoituarvoon uuttaa ii yö jo ääettyjen kertaäätöventtiilien virtaaia. Kun verkotoa uutetaan yhtä virtaaaa, uutetaan aalla eneän tai väheän kaikkia uitakin virtaaia. Tarvitaan lukuiia pitkäveteiiä korjauittaukia ja -äätöjä, ennen kuin kaikki virtaaat ovat itoituken ukaiet, ikä on käytännöä toivotonta. Tään vuoki on verkoto käytännöä jaettava peruäätöä ajatellen ouuleihin (Kuva 7) ja aennettava jokaielle ouulille yhteinen kertaäätöventtiili, jolla voiaan kopenoia kaikki iä tahana uualla verkotoa tapahtuvat virtaaauutoket. (Petitjean & Huuhtanen 994, ) Kuva 7 Mouuliainen verkotorakenne, oikealla aan runkojohon haarat uootavat uuen ouulin. (Lähe Petitjean & Huuhtanen 994, 5) Mouuleja voiaan äätää ja itata toiitaan riippuatta. Venttiilejä voiaan käyttää koko verkotoa kokeviin tai paikalliiin vianetintöihin. Ne äätävät aikaa ja optioivat peruääön ekä inioivat puppaukutannuket. (Petitjean & Huuhtanen 994, )

8..7 Putkiitoituken vaikutu ääettävyyteen Putkitoitoitukella voiaan vaikuttaa ääettävyyteen epäuorati. Mitä väljeäki verkoto itoitetaan ja venttiilit verraten uurelle paine-erolle, niin itä väheän uutoket allinnetun ja toellien verkoton välillä vaikuttavat. Kitkavatukien ja putkenoien painehäviö on tällöin uhteea niin pieni, etteivät uutoket juuri vaikuta. Toiaalta, jo verkoto itoitetaan kireäki ja venttiilien paine-erot pieniki, illoin uutokilla on uurepi vaikutu ja allinnu täytyy ehkä korjata toellien verkoton kaltaieki, jotta laketut eiäätöarvot vataiivat riittävällä tarkkuuella niitä arvoja, joihin ääön yötä pääytään. Vakiopaine-eroitoitukeen pääyttiin oittain iki, että aiein ennen itoittavia uunnitteluohjelia tarkka painehäviölakenta oli työlätä tehä käin ja aattoi iitä yytä jäää jopa tekeättä, inkä euraukena peruäätökin aattoi jäää tekeättä...8 Toiintaläpötilojen vaikutu ääettävyyteen Verkoton valitut toiintaläpötilat vaikuttavat ääettävyyteen. Suuri läpötilaero pienentää putkikokoa, utta uurentaa läpöpinta-alaa. Veivirtojen kannalta uuri läpötilaero ei ole kuitenkaan euki, koka niien äätö vaikeutuu itä eneän, itä uureaki eno- ja paluuveen läpötilaero kavaa. Eierkiki venttiilien kv-arvon ei tulii olla pienepi kuin 0,, ikä vataa halkaiijaltaan,5 reikää. Läitykeä 0 ºC läpötilaero johtaa helpoti tätä pienepiin patteriventtiilien eiäätöarvoihin. Iopien veivirtojen äätö on helpopaa ja tulevaiuuea pyrkiy näyttää olevan läitykeä läpötilataon alentaieen ja läpötilaeron pienentäieen eno- ja paluujohon välillä. Läpötilaero 60/40 ºC tai jopa 55/45 ºC näyttää vataavan nykyitä itoituta parein uuien energiatalouelliten rakennuten läitytarpeita. (Seppänen 00, 64) Pieni reikä altitaa venttiilin tukokille - kuvaa 8 on eitetty verkotoia eiintyvien likapartikkelien kokoja. Ora Oy:n DN 0 ja DN 5 patteriventtiileiä kv-arvo 0, ylittyy vata eiääön aetuarvolla,5, jolloin kv-arvo on 0,05.

9 Kuva 8 Suljetuia putkiverkotoia eiintyvien likapartikkelien kokoja. (Oy Kolek Ab 007). Äänitekninen uunnittelu ja äänenvaiennu Suoea LVI-alalla on - ehkä huonoita kokeukita johtuen - kiinnitetty poikkeukellien paljon huoioita verkotojen ääniongeliin. Eierkiki äänen ivutieiirtyää ei iään uualla Euroopaa eitetä aalla tavoin viranoaiääräykin rajoitettavaki kuin Suoea. (Petitjean & Huuhtanen 994, ) Äänen ivutieiirtyällä tarkoitetaan äänen kulkeutuita kiertäen eri rakenteita pitkin. Ääni voi eierkiki kulkea putkitoja pitkin huoneitota toieen. Taulukoia ja 4 on eitetty Suoen rakennuääräykokoelan oan C LVIlaitteien ja uien niihin rinnatettavien laitteien aiheuttaat uuriat allitut äänitaot eri rakennukia. Taulukko Rakennuken LVIS-laitteien ja uien niihin rinnatettavien laitteien aiheuttaa uurin allittu äänitao aunnoa. (RakMK C 998) Tila Kekiäänitao Eniäiäänitao L A,eq,T (B) L A,ax (B) Keittiö 8 Muut auinhuoneet 8 HUOM! Auinhuone on huonetila, joka on eniijaieti tarkoitettu jatkuvaan auikäyttöön. Eteitä, käytävää, kylpyhuonetta tai uuta ellaita huonetilaa ei pietä auinhuoneena (RakMK:n oa G). Muien huonetilojen oalla nouatetaan RakMK:n oaa D eitettyjä ohjearvoja.

40 Taulukko 4 Rakennuken LVIS-laitteien ja uien niihin rinnatettavien laitteien aiheuttaa uurin allittu äänitao hotelleia, hoitolaitokia, oppilaitokia, päiväkoeia, toiitoia ja vataavia. (RakMK C 998) L A,eq,T (B) L A,ax (B) - Potilahuoneia, laten lepohuoneia ja vataavia tiloia 8 - Luokkahuoneia, toiitohuoneia ja vataavia tiloia 8 Tavallieti uljetun putkiverkoton häiriteviät virtauäänet yntyvät iellä iä painehäviö aiheutetaan eli venttiileiä. Venttiileiä virtaavan neteen nopeu on uuriillaan. Virtaavan neteen aiheuttaa ääniteho on likiain verrannollinen virtaunopeuen kuuenteen poteniin (Kaava 8), joten elko pienikin virtaunopeuen liäy liää äänitehoa tuntuvati (LVI-ohjekortti 07 00, ). Kaavalla 9 on eitetty vataavati äänen tehotaon riippuvuu virtaunopeueta (Hale & Seppänen 00, 5). Jo venttiilien aiheuttaa ääni on liian uuri, venttiilit ja putkito on yleenä itoitettu liian tiukaki tai puppu itoitettu liian uureki (LVIohjekortti 07 00, ). 6 P ~ v (8) L W ~ 60 lg v (9) P L W v = ääniteho, W = äänen tehotaon liäy, B = virtaunopeu, / Kaavan 9 peruteella virtaunopeuen kakinkertaituea, äänen tehotao nouee noin 8 B. Jo äänen tehotao on 0 B ennen virtaunopeuen kakinkertaituita, tällöin virtaunopeuen kakinkertaituea äänen tehotaoki tulee noin 8 B.

4 Korkeata paine-erota aiheutuvat venttiilien virtauäänet ovat hyvin ongelalliia. Eierkiki CEN-tanaria (European Coittee for Stanariation; EFTA- ja EU-aien tanarioiijärjetöjen yhteityöelin) laaittaea ei pääty ykiieliyyteen terotaattiten patteriventtiilien ääniittauten tanarioinnita. Tätä yytä valitajat eivät yleenä eitä käyrätöiään äänitaoja. (Petitjean & Huuhtanen 994, -) Venttiilien äänentaoja on kuitenkin aiein jonkin verran itattu. Eierkiki Ora Oy:n vanhata TeroStar Plu-patteriventtiilitä on eitetty itatut äänentaokäyrät (Kuva 9). TeroStar Plu-patteriventtiilin ittauket on aikoinaan tehnyt Lappeenrannan TKK oveltaen Nortetin ittauohjetta. (Vehanen 007) Nortet on Pohjoiaien initerineuvoton alainen laito, joka toiii pohjoiaiena yhteityöelienä vaatiutenukaiuuen arvioinnin (Confority Aeent) alalla. Se on lähe 0 vuoen aikana tukenut yhteiten tutkiuenetelien kehitytä Pohjoiaia ja julkaiut ueita arviointieneteliä. LVI-alan tetaueneteliä Nortet on julkaiut pitkälti toita ataa. Kuva 9 Oraken vanhan patteriventtiilin (TeroStar Plu) äänikäyrät (A-taajuupainotettu äänenpainetao). (Vehanen 007)

4 Muienkin venttiilien kohalla tilanne on aa kuin patteriventtiilien - ei ole oleaa yhteiiä ääniittautanareja. Eri valitajien venttiilien äänentaokäyrät eivät ole vertailukelpoiia kekenään, koka ne perutuvat erilaiiin ittaujärjetelyihin ja ittautapoihin. Venttiilien paine-eron on oltava riittävän uuri, että verkoto voiaan taapainottaa, utta toiaalta uurepi venttiilin paine-ero liää ääniongelien rikiä. Ääniongelilta voiaan välttyä itoittaalla putkito väljäki ja varitaalla, etteivät venttiilien painehäviöt kava iään verkoton oaa liian uuriki. Kuvata 9 voiaan toeta, että kyeielle patteriventtiilille 0 kpa painehäviö on vielä täyin turvallinen paine-eroalue. Mikäli verkoton äänenkehitykellä on erkitytä, tulee putket itoittaa iten, että neteen virtaunopeu on välillä 0,,0 / (LVI-ohjekortti 07 00, ). Yleenä kitkapainehäviö 50 Pa/ vataa virtaunopeutta < 0,5 / (Kohonen, Laitinen & Virtanen 985, 0). Verkotojen itoitukriteerejä käitellään tarkein kappaleia 4. ja 4... Toiintaolouhteien uutoten vaikutuket Pelkätään oikealla putkiton itoitukella ja venttiileillä ei taata verkoton virtauteknitä taapainoa uuttuvia kuorituolouhteia. Tällöin on uoiteltavaa käyttää autoaattiia äätöventtiileitä (ylivirtauventtiileitä tai paine-eroäätiiä), joilla voiaan tehokkaati ehkäitä häiritevien virtaukien yntyinen tapaukia, joia yki tai ueapi terotaattiventtiili tai toiilaitekäyttöinen kertaäätöventtiili ulkeutuu ja ulkeutueaan uuttaa verkoton paineuhteita. Saalla ehkäitään eluongelien ynty. Painevaihteluita voiaan pienentää yö pupun ääöllä. (Seppänen 00, 48) Seuraavia peruteita voiaan käyttää läityjärjeteliä paineääön tarpeelliuutta arvioitaea. Kriteerit riippuvat. verkoton itoituketa, patteriventtiilien äänenkehityketä ja patteriventtiilien eiääötä. Paineäätöä ei tarvita illoin, kun pupun akiipaine on alle 5 kpa ja patteriventtiilien uurin allittu paine-ero on 0 kpa, tai kun pupun akiipaine on alle kpa ja patteriventtiilin uurin allittu paine-ero on alle 0 kpa. Linjakohtaita paineäätöä voiaan käyttää aina kekitetyn paineääön aeata. Liäki e tarvitaan aina, kun itoitupaine-ero runkojoh-