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あなたが一度も使ったことのあるすべての建物:家、学校、病院、レストラン。すべてが給水に依存しています。水栓をひいて清潔な水が現れ、トイレを引くとゴミが消えます。それは魔法のように感じますが、それはエンジニアリング、物理学、そして水を安全に動かすための何世紀にもわたる知識です。
給水は、清潔な水を圧力で届ける給水システムと、排水-ゴミ-換気(DWV)システムが並行して動作しています。二つのシステムは混ざらないことが重要です。混ざるとしたら、人々が病気になるか死ぬ可能性があります。それは給水と排水が完全に分離されていることが最も重要な原則です。
このレッスンでは、建物に水が届く方法、給水管を通じて水が移動する方法、ゴミがどのように排出されるか、そして、システム全体が安全に保たれるためにコードと安全な実践について説明します。このレッスンを終了すると、あなたはあなたが一度も使ったすべての水槽、トイレ、シャワー背後および下のインフラストラクチャーを理解できます。
給水は、最高の報酬を得る職業の1つです。自動化できず、外国に委託できず、新しい建物には常に必要です。
ウォームアップ
はじめに
あなたの朝のルーティンを考えます:シャワー、歯を磨く、トイレを引く、コーヒーを淹れるかもしれません。
給水圧力と配布
圧力が動かします
排水とは異なり、給水システムは圧力で動作します。市営給水システムは、一般的に40-80psi(ポンド毎平方インチ)の水圧で水を届けます。圧力が低いとシャワーが滴り、過高いとパイプやファクタが失敗する可能性があります。
水は、通常住宅用の3/4インチまたは1インチのパイプで、メイン供給ラインを通じて建物に流入します。水計測器は使用量を測り、全建物への水供給の停止弁は水を建物全体に供給することを許可します。すべてのプランジャーとオーナーは、メイン停止弁の場所を知るべきです。パイプが破れた場合、最初の30秒があなたが水たまりか洪水かを決定します。
建物内では、メインラインは通常の1/2インチの小さなラインに分かれ、個々のファンクションに供給されます。ウォーターヒーターからファンクションに熱い水のラインが走り、冷たい水のラインはメインから直接走ります。
圧力調整器は、市営の圧力が80psiを超える場合に設置されます。圧力調整器がないと、高圧は継目にストレスを与え、ノズルが滴り、特にトイレや洗濯機の柔軟な接続器に破裂することがあります。
パイプ材質:カドニウム vs PEX vs CPVC
適切なパイプの選択
住宅用水供給ラインのための3つの主要な材料は、それぞれトレードオフがあります。
カドニウムは数十年間の標準でした。耐食性があり、熱に強く、50年以上生きます。柔らかいカドニウムはfluxとトーチで溶接(スウェーティング)されます。高価であり、材料だけでなく労働も高額ですが、証明されており、コードで認められています。
PEX (交差結合ポリエチレン)は住宅用プランジングを革命化しました。カドニウムよりも安価で、インストールが速く、凍結に強い(わずかに膨らむ)そして腐食しません。PEXはクリンプリングリング、プッシュフィット、または膨張フィッティングが使用され、溶接は不要です。欠点は、屋外では使用できない(UVにより劣化する)と、あるいは一部の自治体では遅くに承認されなかったことです。
CPVC (塩化ビニリデン)は柔らかいプラスチックパイプで、溶解ゴム(糊)で接続されます。カドニウムよりも安価で、労働も簡単ですが、時間とともに硬くなり、特に熱い水のラインでは耐久性が低くなります。多くのプランジャーはCPVCからPEXに移行しています。
ガルバニズド鋼は、1970年代以前の家にみられる古い標準です。内部から腐食し、流れが制限され、最終的に破損します。ガルバニズド鋼の供給ラインが見えた場合、それは借り入れた時間しかありません。
引力、陷阱和通氣
排水-廢水-通氣系統的另一半
排水-廢水-通氣(DWV)系統通過引力將用過的水和廢物從建築物中移走:沒有泵,沒有壓力。每根排水管都必須向下傾斜,至少每英尺下傾1/4英寸。下傾太少廢物不會流動。下傾太多水會超過固體,將其留在管道中。
每個設施都有一個陷阱:管道下方的U形弯曲部分。陷阱中的一小部分水保持静止狀態,作為對抗sewer gases的密封。沒有陷阱,您的房子會聞到sewer氣味。P-trap是最常見的型號。從側面看,它被稱為P-trap,因為它看起來像一個倒置的P字母。
通氣管是DWV系統中大多數人從來不想想的部分。它們從排水管上通過屋頂,開啟到大氣。通氣管有兩個關鍵作用:讓sewer氣體從屋頂線上逃脫,而不是進入建築物,並允許空氣進入排水系統,使水流暢。
沒有通氣,沖洗水槽將創造真空,將附近的陷阱中的水吸出:打破密封,讓sewer氣體進入。想象一下,用-thumb覆蓋一根水罐。移除你的手指(添加一個通氣口)和水流。
DWV管道和系統布局
DWV材料和布局
排水管使用不同材料与供水管。住宅DWV的标准是ABS(黑色塑料)或PVC(白色塑料),两者用溶剂粘结连接。铸铁在老房子里见得多:它是安静的(降低水流的声音)但重且最终会生锈。
主垂直排水管称为土堆或废物堆。它从所有设施收集排水,并沿着建筑排水管到达市政排水或污水处理系统。土堆通过屋顶升高成为通风堆。
清洁口是排水系统的接入点:盖住的连接部件,允许水管工使用排水蛇或摄像头清除阻塞。根据规范,在特定间隔处和排水改变方向的地方需要清洁口。没有可访问的清洁口的系统是维护灾难。
排水管的尺寸与设备负载相匹配。马桶需要最小3英寸排水。洗手盆可以使用1-1/4英寸。建筑排水管通常为4英寸。过小的排水管会堵塞。过大的排水管会浪费材料并不能有效地携带固体物。
龙头、马桶和热水器
供水与排水的交汇点
设备是供水系统与DWV系统之间的连接设备:洗手盆、马桶、淋浴、浴缸、洗碗机、洗衣机。每个设备都有供水连接(热和/或冷)、排水和陷阱。
Faucets は、水の流れをファixtureで制御するバルブです。現代のファウツは、古いゴムワッシャーデザインよりも長持ちするセラミックディスクカートリッジを使用しています。Compressionファウツ(古いタイプのゴムワッシャーがある)は、ワッシャーが老朽化すると滴ることがあります。カートリッジ&セラミックディスクファウツは、故障が少なく修理が簡単です。
Toilets は、重力フラッシュファixtureです。タンクは、現在の規制上限である1.6ガロンを保持し、ハンドルを押すとボウルに水が流れ出します。急いで流れる水は、トラップウェイで悪臭を引き起こします。
Water heaters は、冷たい供給と熱い配信の橋です。タンク式ヒータは、常時40-80ガロンを温めます。 Tankless (on-demand) heaters は、ファixtureを開くと水が加熱されます:より効率的ですが、初期費用が高くなります。ガス水ヒータは、燃焼ガスの排気に適切な排気が必要です。電気水ヒータは排気はしませんが、電流を引き取ります。
Pressure regulators は、入力圧力を安全な範囲(通常50-60psiに設定)に減少させます。 Pressure relief valves は、水ヒータに温度や圧力が安全範囲を超えると開きます:非常に重要な安全デバイスです。リリーフバルブをカップまたはプラグしないでください。もし、バルブが放出している場合、何かが不正であり、診断が必要です、黙らせるのではなく。
Valves and Supply Stops
Controlling the Flow
Plumbing systems use different valve types for different purposes:
Ball valves use a perforated ball that rotates 90 degrees between open and closed. They are the standard for main shutoffs: full flow when open, complete seal when closed, and reliable after years of sitting idle. The lever handle tells you the state at a glance: parallel to the pipe means open, perpendicular means closed.
Gate valves use a wedge that slides up & down. They were the old standard for main shutoffs but have a critical flaw: they tend to seize in the open position after years of non-use, & the gate can break loose & jam in the pipe. If you see a round handle (like a wagon wheel) on a main shutoff, it is probably a gate valve.
供給停止(角度停止または直線停止)は、シンクやトイレの後ろの小さなバルブで、個々のファクタに水を制御します。各ファクタを無理なく止めることができます。クォーター・ターン・ストップ(ボール・バルブ・デザイン)は、マルチターン・ストップ(圧縮デザイン)よりも信頼性が高くなります。
チェック・バルブは、水が一方向に流れるようにします。逆流防止機構の重要なコンポーネントです。
プランニング・コードと逆流防止
水が安全に済むルール
国際プランニング・コード(IPC)は、ほとんどの米国行政区域で採用(地元の改正を含む)され、管の寸法、ファクタの配置、換気要件、材料、およびテストを規制しています。いくつかの地域では、統一プランニング・コード(UPC)が使用されます。どちらの場合も、プランニングの作業には許可と検査が必要です。
なぜ許可が必要ですか?なぜなら、プランニングのミスは見えないからです。悪い電気はブレイカーをトリガーします。悪いプランニングは飲料水を汚染します。飲み放題と非飲み放題の水の間のクロス・コネクションは、問題がわかる前に、隣里のすべての住民を病気にすることができます。
逆流防止は、最も重要なコード要件の1つです。逆流は、供給システムの圧力が低下(水主幹線の破断、重い消防用水栓の使用)して、清潔な供給水に汚染された水が逆方向に引き戻される場合に発生します。クロス・コネクションの可能性があるすべてのファクタに保護が必要です。
アーグは、バックフロープリベンションの最も単純な形式です:水口の出口からファウルトの洪水上部に物理的な空間があります。キッチンファウルトはシンクの上にあります。シンクに逆流した汚れた水がファウルトに達しないのは、その間のギャップのためです。しかし、プールに化学物質がある中に浸したガーデンホース?それはクロス接続であり、自分の家の水を汚染し、隣人も汚染する可能性があります。
リダクテッドプレスャーレゾン(RPZ)アセンブリ&ダブルチェックバルブは、水耕システム、ボイラーフィード、&商業アプリケーションで使用される機械的バックフロープリベンターです。直接クロス接続が存在する場合、コードによって必要とされます。
ガス配管と許可
ガス:プランニングの死的な側面
多くのプランナーは、天然ガスとプロパン配管も扱っています。ガスラインはウォーターヒーター、暖房器具、レンジ、ドライヤ、そしてファイアプレースを供給しています。ガス工事はプランニング:同じパイプフィッティングスキル、同じコードの権限ですが、賭けの高さは高いです。水漏れは汚れます。ガス漏れは爆発します。
ガスパイプは通常、黒い鉄(鋼)でできていて、ナットでねじ付けされたフィッティングとガスに適したパイプドープまたはテフロンテープが使用されます。CSST(コルゲートステンレスチタン)は、インストールが速く、雷による故障を防ぐために適切に接地システムにバインドする必要があります。
ガス漏れ検出は重要なスキルです。ソープバブルを接続部に適用すると、ガスが漏れている場合に泡ができます。電子ガス検出器はより速い結果を提供します。ガス(人造ガスは臭いがない)を嗅ぐとガスが臭います(人工的に悪臭を追加されています)。建物を離れてください。スイッチを切り、電話を使わず、爆発を引き起こす可能性のある何らかのアクションをしないでください。
許可はガス工事の場合に必須です。 許可なしではありません。ガスラインはサービスに入る前に圧力試験が必要です:通常、15-30psiの空気で一定の保持時間で試験されます。圧力試験が失敗した場合、漏れがあることを示し、ラインがエネルギー化される前に漏れを発見する必要があります。
修行者から主管水道工まで
水道のキャリアランダー
電気工作と同様に、水道工作は構造化された修行制度を採用しています:
修行者 (4-5 年): 学びながら収入を得ます。主管水道工の下で働きます。修行者は、通常、8,000-10,000時間の実地訓練が必要で、規則、Blueprint 読み方、パイプフィッティング、ガスシステム、そして水質処理についてのクラスルーム指導を受けます。開始賃金は時間当たり15-22ドルで、年々増加します。
主管水道工: 修行を終了し、主管試験に合格したら独立して働くことができます。主管水道工は、場所によって25-45ドル/hourの収入を得られます。組合に所属する水道工は通常より多くの収入を得られます。住宅、商業、または産業の仕事に専門化できます。
主管水道工: 通常2-4年分の経験が必要で、主管試験に合格することが求められます。主管水道工は許可を引き受け、プラumbingシステムを設計し、自分のビジネスを運営し、他の水道工を監督できます。多くの行政区画では、主管水道工のみが計画と許可に署名できます。
分野と未来
住宅を超えたもの
水道工作はただしれいファセツを修理することだけではありません。業種は深い分野を持っています:
商業水道工作 は、大きなパイプ、複雑なシステム、および機関的なシャワーを含みます。病院、学校、およびレストランには、住宅よりもはるかに高い水道工作の要件があります。商業工作はより多くの賃金を得られますが、追加の規則知識が必要です。
医療ガスシステム:病院で使用される酸素、窒素、吸引管は、専門的な資格を持った水道工によって設置およびメンテナンスされます。この分野は、スキルが高く、賃金も高く、ニッチな仕事です。
消火栓システム(消火栓の接続部)は関連する職業です。消火栓工は商業および住宅建物での火災防止システムの設計と設置を行います。
サービスおよび修理は多くの水道業で主力です。緊急通報:2時に破裂した水管、下水路の逆流、湯が出ない:プレミアム料金を支払います。サービス水道工の診断能力と良好な顧客関係は、修行中の給与を上回る収入を得ることができます。
水質処理および逆流検査は急速に拡大している分野です。認定逆流テスターは、年次の多くの自治体によって必要とされる逆流防止装置の検査とメンテナンスを行います。
労働統計局は、水道工の求人が2030年代に強く成長すると予測しています。老朽化したインフラは修理および置き換えの仕事が増え、新しい建設は新しい設置が増え、そしてどこにでも建物があり、それらはすべての水道が必要です。