Abstract:
งานวิจัยนี้ได้วิเคราะห์ชลศาสตร์ คุณภาพน้ำ และการใช้พลังงานไฟฟ้าของระบบประปา ภายในอาคารสูง โดยใช้สำนักงานใหญ่ของการไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) เป็นพื้นที่ศึกษา ที่มีจำนวน ชั้น 20 ชั้น ความสูง 80 เมตร พื้นที่ใช้สอย 33,293 ตารางเมตร และจำนวนผู้ใช้น้ำ 1,600 คน โดยใช้แบบจำลองระบบโครงข่ายท่อประปาด้วยซอฟต์แวร์ EPANET ซึ่งได้สอบเทียบความถูกต้องด้วยข้อมูลตรวจวัดจากภาคสนามแล้วประยุกต์ใช้แบบจำลอง โดยการจำแนกเป็นกรณีศึกษาด้านชลศาสตร์ประกอบด้วยอายุน้ำภายในถังพักน้ำชั้นดาดฟ้า, ความดันน้ำที่จุดใช้น้ำตามระดับชั้นต่าง ๆ ภายในอาคารและด้านพลังงานไฟฟ้าประกอบด้วยความถี่หรือจำนวนครั้งในการเดินเครื่องสูบน้ำ จากผลการศึกษาพบว่าในช่วงเวลาวันทำการ มีการใช้น้ำประมาณ 94 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน ค่าแรงดันน้ำในแต่ละชั้นอยู่ระหว่าง 1663 เมตรน้ำ และใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 40 กิโลวัตต์ - ชั่วโมงต่อวัน สำหรับการวิเคราะห์คุณภาพน้ำนั้น ได้ใช้อายุน้ำภายในถังพักน้ำเป็นดัชนีชี้วัด กล่าวคือ หากกักเก็บน้ำในระยะเวลายาวนาน (อายุน้ำสูง) จะทำให้สารผสมคลอรีนสลายตัวมากขึ้นและมีโอกาสที่เชื้อโรคจะเติบโตสูงขึ้น จากการศึกษาพบว่า ที่ชั้นดาดฟ้านั้นอายุน้ำภายในถังพักน้ำ A มีค่าสูงมากกว่า 3,000 ชั่วโมง แต่สำหรับถังพักน้ำ B มีค่าอายุน้ำเพียงแค่ 48 ชั่วโมงเท่านั้น ซึ่งมีสาเหตุมาจากการใช้น้ำจากถังพักน้ำ A มีปริมาณน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาตรถังที่มีขนาดใหญ่ ดังนั้น จึงสร้างกรณีศึกษา โดยการเปลี่ยนแปลงแนวส่งท่อจ่ายน้ำเพื่อทำให้ถังพักน้ำ A เพิ่มการส่งจ่ายน้ำได้มากขึ้น แล้วพบว่า สามารถลดอายุน้ำภายในถังพักน้ำ A ให้ต่ำกว่า 1,000 ชั่วโมงได้ ซึ่งหมายถึงน้ำมีคุณภาพที่ดีขึ้น รวมทั้งความถี่หรือจำนวนครั้งในการเดินเครื่องสูบน้ำเฉลี่ยก็ลดน้อยลงจาก 5.0 ครั้งต่อวัน จนคงเหลือ 4.4 ครั้งต่อวัน ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าและยืดอายุการใช้งานของเครื่องสูบน้ำได้อีกด้วยและเมื่อเพิ่มค่าความดันลด เพิ่มจำนวนและเปลี่ยนตำแหน่งระดับติดตั้งของวาล์วลดความดันน้ำที่อยู่ในแนวท่อส่งจ่ายน้ำลง จึงส่งผลให้ค่าความดันน้ำที่จุดใช้น้ำตามระดับชั้นต่าง ๆ ภายในอาคาร มีค่าต่ำกว่าเกณฑ์ความดันน้ำสูงสุดมาตรฐานยอมให้อยู่ที่ 40 เมตรของน้ำ ซึ่งจะช่วยรักษาสภาพวัสดุหรือยืดอายุการใช้งานของเครื่องสุขภัณฑ์หรืออุปกรณ์ใช้น้ำได้อีกด้วย
This research analyzed hydraulics, water quality and electric energy consumption of water distribution system of the head office building of the Metropolitan Electricity Authority (MEA). It has 20 floors with a working space of 33,293 square meters, height 80 meters and number of water users 1,600 persons. The pipe network system model used the EPANET software and was calibrated with observed data in the field. And apply the model, by classifying as a case study in hydraulics to consist of water age, water pressure andelectric energy for pump. From the results of model,It is found that, on working day, water consumption is approximately 94 cubic meters per day, water pressure on each floor is between 16-63 m.H2O, and electrical energy consumption is about 40 kilowatt-hours per day. For water quality analysis, water age in the roof tanks was used as an indicator. For example, if the storage time in the tanks is high (high water age), chlorine will decay greatly, and there will be a higher possibility that germs may grow in the system. This study found the water age in Tank A at the rooftop was higher than 3,000 hours while the age in Tank B was estimated 48 hours. It is due to that water usage from Tank A was very little comparing with the tank size. So, we investigated a study case that the pipeline was modified to let water use by Tank A increase. As a result, water age in Tank A decreased to be less than 1,000 hours, implying better water quality. In addition, the average frequency for pumping operation was reduced from 5.0 to 4.4 times per day. It means that the electrical energy consumption reduces, and the lifetime of pumps may be extended