<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML xmlns:o = "urn:schemas-microsoft-com:office:office"><HEAD>
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=utf-8">
<META content="MSHTML 6.00.6000.16890" name=GENERATOR></HEAD>
<BODY contentEditable=true onload=parent.init()>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>Varkie,</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>I fully agree with you, and most of the following diatribe 
is not meant for you, but for the larger design community.  None the less, 
I invite you to correct me publicly where you believe I may have missed the 
boat.  I'm still learning!</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>When you can specify more than one cooling unit to meet the 
same load, you can afford to oversize a lot before energy efficiency 
is affected.  It's mainly the residential and small commercial sectors that 
concern me regarding excessive over sizing vs. efficiency and humidity 
control.</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>But in every case, more capacity costs the client (owner) 
more money, so proper sizing is important, especially during difficult economic 
times like these.  If you are like me, you tend to take ownership of the 
HVAC design, and costs may not be as important to you as they are to the 
client.  An excellent design may be rejected by the design team 
based on cost, and the easiest way to increase cost, along with the probability 
of rejection, is to oversize the systems.</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>With regard to sizing heating systems, I believe there is 
more leeway in terms of equipment (but not floor space or subsystems) costs, and 
the practical need for greater capacity is more common (morning 
warm-up after setback, for example).  A good design will consider the 
real capacity needs of the building without exceeding them more than 
necessary.  It's more difficult to define over sizing in the large C&I 
sector because proper sizing depends on more variables, so it comes back to the 
design engineer's integrity more often.  A highly skilled designer will 
tend to have more confidence in his ability (unless he has been "burned" a few 
times due to design errors) to calculate the real loads more accurately, 
considering all the variables.</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>One less confident (possibly including a highly 
skilled professional with burn scars) may tend to assume "conservatively" 
on all variables simultaneously, thus over-calculating the required loads, and 
then beef those up more than necessary.  Who, except another highly skilled 
(and brave, and independently wealthy) professional, is capable and willing 
to challenge this approach?  And even then it is one's opinion 
against another's.</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>If redundancy is needed (hospitals, for example), then 
there is still a practical limit to the need.  It just becomes more 
indeterminate, or more difficult to define.  This is where interaction with 
the design team is more critical; this time the HVAC designer needs to ask 
appropriate questions, listen carefully and offer verbal guidance to the 
team before he can properly size the systems.  
We should not fail to consider that installation costs are 
always greater with larger systems, regardless of building 
sector.  All else being the same, this usually applies to O&M costs as 
well.  The integrity question is really this; "Do 
I mitigate my personal risk more through willful overdesign, or 
do I assign more value to the owner's financial objectives and/or 
limitations?"</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>To achieve a proper balance, the designer must first 
determine the true capacity requirements with accuracy and confidence, and then 
add only a modest oversize factor to that.  It isn't easy, but our choices 
here eventually establish our levels of self-respect and our professional 
reputations within the design community.</FONT></SPAN></DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2></FONT></SPAN> </DIV>
<DIV dir=ltr align=left><SPAN class=923105914-24052010><FONT face=Arial 
color=#0000ff size=2>Glenn</FONT></SPAN></DIV><BR>
<DIV class=OutlookMessageHeader lang=en-us dir=ltr align=left>
<HR tabIndex=-1>
<FONT face=Tahoma size=2><B>From:</B> Varkie C Thomas [mailto:thomasv@iit.edu] 
<BR><B>Sent:</B> Saturday, May 22, 2010 11:35 AM<BR><B>To:</B> Haynes, 
Glenn<BR><B>Cc:</B> Jason Humbert; 
bldg-sim@lists.onebuilding.org<BR><B>Subject:</B> Equipment 
Sizing<BR></FONT><BR></DIV>
<DIV></DIV>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>I changed the topic name to 
�Equipment Sizing�.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I thought I 
would add my 2 cents worth also.  So now Bldg-Sim has 8 cents 
worth.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>The first building project that I was 
associated was at the tail end of the M-E design at JB&B of the Federal 
Reserve Bank Building in Minneapolis.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><A 
href="http://www.lera.com/projects/ofc/federalreservemn.htm"><FONT face=Calibri 
color=#0000ff>http://www.lera.com/projects/ofc/federalreservemn.htm</FONT></A><o:p></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>The building opened in January (I 
think) in the early 70s.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>ASHRAE 
winter design at 1% is -16 F.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>When 
the building opened it was about -30 F (it can go down to -40 F there) with 
strong winds.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Occupants in the US 
are not dressed (with full arm and leg heavy woolen underwear) to tolerate low 
indoor temps even for one day.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
</SPAN><o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>Summer design in Minneapolis at 1% is 
92 DB 75 WB but the DB can exceed 100 F.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
</SPAN>Occupants can tolerate a little discomfort on the few days that extreme 
summer conditions occur.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>It�s still 
better than no AC. <SPAN style="mso-spacerun: yes"> </SPAN>Few, if any, 
buildings were air-conditioned, even in the US, before 1940.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The moral of this story is design for 
extreme winter conditions in very cold climates.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Judgment, experience, and common sense 
have to be applied.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>It depends on 
the location.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>In a place like 
Singapore the temp varies from a low of 75 F to 95 F all day and all year.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">   </SPAN>There are no extremes.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>All buildings in tropical countries do 
not need heating systems.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>Inefficient energy use occurs when 
there is only one unit of the equipment and it is oversized.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>When there are two or more units, one 
unit starts until it reaches maximum, then second unit comes on and the two 
shares load.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The units are rarely 
operated at minimum load.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This is 
the default in DOE2 but LOAD-MANAGEMENT allows you to sequence the use of 
primary equipment in any way you want that is appropriate for the 
project.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>The lighting and equipment design 
criteria was 5 watts /sf and 3 watts /sf for buildings designed before the 
energy crises in 1974.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>No one cared 
about energy before then.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Actual 
lighting density was nowhere close, and there was very little equipment in 
offices.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This means for a million 
sqft building you end up with three chillers.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>One is standby which comes into 
operation when a chiller fails or one chiller has to be shut down for 
maintenance.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Specifying standby 
primary equipment affects first costs and does not affect equipment 
efficiency.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>Energy programs are for comparing 
alternative energy conservation measures.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
</SPAN>There is no need to size equipment for occasional extreme weather 
conditions.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>But I think auto-sizing 
is based on weather data (not design data or median weather data) so equipment 
is sized for the worst condition of that year.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This means at every other hour of the 
year the equipment is operating inefficiently at part load conditions.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Equipment sizes estimated by energy 
programs are used in the design process.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=Calibri>Equipment schedules in design 
documents are based on actual equipment selected from manufacturers 
catalogs.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The name of the 
manufacturer and the model number are specified and then �or equal� added.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Equipment schedules are not based on 
design calculations or generic data because it is possible that real equipment 
cannot meet the performance data.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
</SPAN>You need the dimensions of the equipment (with clearances for 
maintenance) to design them into the space.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>TRACE energy program is based on actual 
real equipment performance data specified my model numbers. <SPAN 
style="mso-spacerun: yes"> </SPAN>HAP is based on real equipment, but they 
don�t mention model numbers.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><FONT 
face=Calibri><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt">I think the Code of Federal 
Regulations 10CFR434 (</SPAN><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt; mso-bidi-font-family: Arial; mso-bidi-font-weight: bold">ENERGY 
CODE FOR NEW FEDERAL COMMERCIAL AND MULTI-FAMILY HIGH RISE RESIDENTIAL 
BUILDINGS)</SPAN><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"> used to allow you to size two 
identical units of primary equipment each at 66% of the maximum design.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This would be commercial buildings with 
large heating and cooling loads where you would have two units.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Perhaps it was a special case where 
failure to perform at all times was not an option.<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I couldn�t find it the latest 
register.<o:p></o:p></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><A href="http://www.wbdg.org/pdfs/10cfr434.pdf"><FONT 
face=Calibri 
color=#0000ff>http://www.wbdg.org/pdfs/10cfr434.pdf</FONT></A><o:p></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><I 
style="mso-bidi-font-style: normal"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT 
face=Calibri>10CFR434 - 403.2.2 <SPAN 
style="mso-bidi-font-style: italic">Equipment and System 
Sizing.<o:p></o:p></SPAN></FONT></SPAN></I></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><I 
style="mso-bidi-font-style: normal"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT 
face=Calibri>Heating and cooling equipment and systems shall be sized to provide 
no more than the loads calculated in accordance with subsection 403.2.1. A 
single piece of equipment providing both heating and cooling must satisfy this 
provision for one function with the other function sized as small as possible to 
meet the load, within available equipment options. Exceptions are as 
follows:<o:p></o:p></FONT></SPAN></I></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><I 
style="mso-bidi-font-style: normal"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT 
face=Calibri>(a) When the equipment selected is the smallest size needed to meet 
the load within available options of the desired equipment line. 
<o:p></o:p></FONT></SPAN></I></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><I 
style="mso-bidi-font-style: normal"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT 
face=Calibri>(b) Standby equipment provided with controls and devices that allow 
such equipment to operate automatically only when the primary equipment is not 
operating.<o:p></o:p></FONT></SPAN></I></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><I 
style="mso-bidi-font-style: normal"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT 
face=Calibri>(c) Multiple units of the same equipment type with combined 
capacities exceeding the design load and provided with controls that sequence or 
otherwise optimally control the operation of each unit based on 
load.<o:p></o:p></FONT></SPAN></I></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><I 
style="mso-bidi-font-style: normal"><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT 
face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></I></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN: 0in 0in 0pt; LINE-HEIGHT: normal; mso-layout-grid-align: none"><SPAN 
style="FONT-SIZE: 12pt"><o:p><FONT 
face=Calibri> </FONT></o:p></SPAN></P></BODY></HTML>