De Atlantische Oceaan in Philadelphia, PA
Het behalen van LEED GOLD-certificering
Het gebied rond de kruising van Spruce en South Broad Street, dat wordt geprezen als Philadelphia's "Billionaire's Row", is doordrenkt van kunst. De afgelopen jaren heeft de regio een moderne woningrenaissance meegemaakt. Verschillende gebouwen met gemengd gebruik zijn omgebouwd tot ultra-luxe woningen, maar geen enkele is zo opmerkelijk als The Atlantic.
Geflankeerd door The Merriam Theatre, The Kimmel Center for the Performing Arts en The University of the Arts, begon de rijke geschiedenis van The Atlantic in 1922 als het hoofdkantoor van de Atlantic-Richfield Oil Company. Het 22 verdiepingen tellende gebouw is nu gecertificeerd als LEED Gold en herbergt 228 appartementen, die weinig gelijke kennen in The City of Brotherly Love.
Post Brothers, een multifamily property development company gevestigd in Philadelphia, bezit en exploiteert The Atlantic. Bij de start van het ontmoedigende renovatieproject werd architect Rafael Vinoly gekozen om het 100 jaar oude gebouw in Breaux Arts-pracht te brengen. Als projectdoelen ging het creëren van elk element van voortreffelijk stedelijk leven gepaard met de wens om de hoogste niveaus van ecologische duurzaamheid te bieden.
Elektriciteit voor The Atlantic wordt volledig door wind opgewekt. Een bijna niet-bestaande koolstofvoetafdruk gaat gepaard met verantwoord verkregen bouwmaterialen, strenge IAQ-normen, een hoogwaardige gebouwschil, LED-verlichting en natuurlijk een buitengewoon efficiënt HVAC-systeem.
Premium comfort en efficiëntie
"Deze retrofit was oorspronkelijk gespecificeerd als een waterbronwarmtepomp (WSHP)-project", aldus Chuck Maun, verkoper bij Sass, Moore & Associates (SMA) in Philadelphia. SMA vertegenwoordigt Williams Comfort Products, een toonaangevende fabrikant van IPS-producten (Integrated Piping System).
“Warmtepompen met waterbron zijn zeker efficiënt genoeg om LEED GOLD te behalen, maar door een IPS-systeem voor te stellen, presenteerden we Post Brothers een optie om geld te besparen en tegelijkertijd de prestaties te verbeteren,” vervolgde Maun. “Meer duurzaamheid tegen lagere kosten was erg aantrekkelijk voor hen.”
IPS is een hydraulisch leidingsysteem dat gebruikmaakt van de leidingen voor warm en koud water voor de levering van water aan eigen HVAC-terminalunits. Het leidingsysteem kan dubbel worden gebruikt omdat alle componenten NSF 61-gecertificeerd zijn.
Advanced Engineering, een MEP- en brandbeveiligingsbedrijf in Philadelphia, kreeg de opdracht om het systeem te ontwerpen. Het bedrijf is sinds 2002 actief en de helft van het werk van het bedrijf vindt plaats in Philly, terwijl de andere helft verspreid is over het land. De afgelopen jaren hebben ze een niche gecreëerd in de markt voor multi-family woningen door een reeks grote, oude gebouwen om te bouwen en volledig te renoveren tot luxe appartementen en flats. Dit heeft geleid tot een sterk portfolio dat van toepassing was op het werk bij The Atlantic.
"Post Brothers benaderde ons met het idee nadat ze van Chuck Maun over IPS hadden gehoord," zei Jerry Fink, een van de drie partners bij Advanced Engineering. "We hadden nog nooit eerder een IPS-systeem ontworpen, maar we hadden met Post Brothers aan verschillende projecten gewerkt en wilden het idee verkennen. Nadat we de projectdoelstellingen hadden overwogen en alle betrokken kosten hadden vergeleken, werd IPS de basis van het ontwerp."
Het systeem werd geïnstalleerd door mechanisch aannemer Worth & Company, Inc. tijdens de renovatie van anderhalf jaar. IPS-systemen zijn niet alleen energiezuinig, maar het unieke ontwerp bespaart ruimte en grondstoffen, terwijl de initiële, operationele en onderhoudskosten worden verlaagd. Ze functioneren net als een vierpijps hydronisch systeem met het extra voordeel van economizerkoeling.
In deze toepassing wordt 120°F water uit de huishoudelijke warmwaterleiding via een zoneklep in de fancoilunit gebracht wanneer de thermostaat van de kamer om warmte vraagt. Nadat het water door de drinkwatergoedgekeurde verwarmingsspiraal is gegaan, wordt het teruggevoerd naar de recirculatieleiding van het gebouw. De koelfunctie van het systeem werkt op een vergelijkbare manier. Het toevoegen van een volledige huishoudelijke koudwaterretour om een echt vierpijpssysteem te krijgen, heeft minimale impact op de eerste kosten.
Economizer koeling
In het geval van The Atlantic variëren de fancoilunits van Williams in grootte van één tot vijf ton, waarbij de grootste units worden gebruikt voor gemeenschappelijke ruimtes en ruimtes voor gemengd gebruik.
Williams was de pionier van het IPS-systeem en heeft het IPS-fancoilontwerp geperfectioneerd. In de afgelopen 12 jaar zijn deze systemen in meer dan 170 gebouwen in de VS geïnstalleerd.
De hideaway-stijl fan coils die overal in The Atlantic worden gebruikt, hebben een ducted supply en ducted return, hoewel er verschillende configuraties beschikbaar zijn bij Williams. Afgezien van die in gemeenschappelijke ruimtes, is elke terminal unit uitgerust met een individuele thermostaat, waardoor bewoners volledige controle hebben over hun omgeving. De architect gebruikte lange, slanke roosters om lucht naar elke ruimte te voeren, waardoor het moderne uiterlijk behouden bleef.
Omdat drinkwater door de fancoils stroomt, moeten de units NSF 61-gecertificeerd zijn. Het feit dat de leidingen waterleidingen en de terminalunits bedienen, verlaagt de installatiekosten en -tijd aanzienlijk, terwijl het comfort en de regelbaarheid biedt die kenmerkend zijn voor fancoilsystemen met vier leidingen. Als zodanig kunnen IPS-systemen gelijktijdig verwarming en koeling bieden in aangrenzende zones.
Niet alleen wordt het leidingmateriaal en de arbeid geminimaliseerd, maar alle kosten voor hydronische apparatuur worden drastisch verlaagd (pompen, enz.) zonder dat dit ten koste gaat van de comfort- en efficiëntievoordelen die inherent zijn aan hydronische systemen. IPS-systemen bieden ook energie-efficiëntieniveaus die concurreren met elk ander commercieel HVAC-systeem op de markt en bieden de mogelijkheid om te profiteren van economizer-koeling (gratis koeling).
Het koude water van de nutsvoorziening zorgt voor ononderbroken koeling zolang het het gebouw binnenkomt bij of onder 62°F. Dit wordt economizer-koeling genoemd. Wanneer het water van de nutsvoorziening niet koud genoeg is om volledig aan de koelvraag te voldoen, worden chillers gebruikt om de koelcapaciteit van de koudwaterrecirculatielus aan te vullen. Om de veiligheid van het drinkwater te garanderen, is de chiller geïsoleerd van het huishoudelijke water via een dubbelwandige, roestvrijstalen warmtewisselaar.
In essentie biedt IPS de efficiëntie en energiebesparing van een groen systeem, maar de betaalbaarheid van een lowtech (PTAC) oplossing zonder dat er lawaaiige, onderhoudsintensieve componenten in de gebruikte ruimte worden geplaatst.
Ontwerp en uitrusting zorgen voor besparingen
Afgezien van de NSF 61-gecertificeerde fancoilunits en het multifunctionele leidingontwerp, lijken de mechanische componenten van The Atlantic behoorlijk op die van een waterbronwarmtepomp of een vierpijps fancoilinstallatie.
Voor aanvullende koeling zorgen een 750 ton wegende REYMSA-glasvezelkoeltoren en twee 375 ton wegende Dunham Bush-schroefcompressoren.
Zoals bij bijna elk commercieel huishoudelijk warmwatersysteem worden boilers of volumewaterverwarmers gebruikt om warm water te produceren. Wanneer er een aanvullingsvereiste is voor warm water, wordt de koudwaterretour als bron gebruikt. Omdat de koudwaterretour warmer is dan het leidingwater dat van de straat komt, wordt er energie bespaard.
Bij The Atlantic genereren drie grote condensatieketels warm water voor een grote opslagtank. Water wordt getemperd tot 120°F voordat het aan het gebouw wordt geleverd voor verwarming en warm water. Een paar grote Taco Comfort Solutions plaat- en framewarmtewisselaars worden gebruikt tussen de ketels en de opslagtank.
Deze warmtewisselaars werden geselecteerd omdat ze tot de weinige behoorden die geschikt waren voor de hoge druk die in het gebouw nodig was: 300 PSI bij inlaten van XNUMX cm.
Natuurlijk zijn alle aanvoer- en retourleidingen in het hele gebouw ook NSF 61-gecertificeerd. Leidingen tussen drie en 10 inch zijn van roestvrij staal 304. Koper werd gebruikt voor alles onder de drie inch en Victaulic-fittingen werden gebruikt voor alle leidingfittingen, of ze nu van roestvrij staal of koper waren.
In het geval dat er gedurende een langere periode geen vraag is naar warmte of koeling, beschikt Williams' exclusieve regelbord over een spoelreinigingstimer. Volgens de ANSI-norm opent de regeling de zoneklep van de spoel elke dag voor een korte periode om de mogelijkheid van stagnatie in het systeem te elimineren.
"Een echt vierpijpssysteem zou te duur zijn geweest", aldus Fink. "Het IPS-ontwerp stelde ons in staat om een vierpijps fancoil-aanpak te gebruiken, en de economische installatie maakte het concurrerend met andere systeemtypen die we overwogen. Het leverde ook LEED-punten op en creëerde een extreem stille, comfortabele binnenomgeving."
Om speciale buitenlucht te leveren, installeerde Worth & Company verschillende AAON speciale buitenluchtsystemen (DOAS) op het dak van het gebouw. Deze lucht komt het gebouw binnen via kanalen die eindigen in gangen en andere gemeenschappelijke ruimtes.
Het eindresultaat is een LEED-vriendelijk verwarmings- en koelsysteem dat aanzienlijke besparingen oplevert. IPS-systemen zijn ideaal voor de horeca, verzorgd wonen, appartementen, flats of andere faciliteiten die 24 uur per dag bezet zijn.
"We hebben nooit de papieren versies van het originele ontwerp gezien", zei Maun. "We begrijpen echter dat de kostenbesparingen die het Williams IPS-systeem opleverde, vergeleken met het originele WSHP-ontwerp, ongeveer $ 900,000 bedroegen. Dat is echter nog maar het begin. IPS-systemen zijn inherent goedkoop in onderhoud en bediening, vergeleken met andere commerciële HVAC-systemen. Ze hebben ook de lange levensduur die je van elk hydronisch systeem mag verwachten."
Verdere toepassing
De 19 designprofessionals van Advanced Engineering werken nu aan een acht verdiepingen tellend, gemengd gebruik gebouw in Allentown, PA. De faciliteit was volledig kantoorruimte toen het werd gebouwd. Nu worden vier van de verdiepingen omgebouwd tot multi-family woonruimte. Fink stelde een IPS-ontwerp voor voor het residentiële gedeelte van het gebouw.
"We hebben het onderzocht en hebben met het eigenaarsteam gesproken", aldus Fink. "Ze lijken erg geïnteresseerd in IPS. We ronden de schematische fase binnen enkele weken af, waarna we onze systeembenadering met IPS zullen schetsen."
In feite heeft het gebouw al een centrale installatie. Koelmachines en stoomketels zijn gekoppeld aan VAV-boxen. Fink's idee is om het bestaande systeem te laten staan waar het gebouw kantoorruimte blijft. De ruimtes die worden omgebouwd tot woonruimte vereisen hoe dan ook een compleet nieuw loodgieterssysteem, dus waarom zou je geen NSF 61-gecertificeerde componenten gebruiken en
drie vliegen in één klap: loodgieterswerk, verwarming en koeling?
"Op deze manier kunnen we aparte fancoils in woonruimtes installeren", aldus Fink. "We kunnen geluidsarme, efficiënte, comfortabele verwarming en koeling leveren tegen lagere kosten. Als ik niet betrokken was geweest bij een IPS-project bij The Atlantic, zou ik niet zo goed op de hoogte zijn van de voordelen die het kan opleveren voor een project als dit."
NEEM CONTACT
"*" Vul de verplichte velden in