Hydraulika w Budownictwie od WiedzaBudowlana.net

WIEDZA BUDOWLANA >> MECHANIKA >>PLUMBING

1. Jakie trzy rzeczy musi wiedzieć hydraulik?
2. Z górki…ale co potem? (wstęp do kanalizacji sanitarnej)
3. Dlaczego odpowietrzniki są ważne?
4. Dlaczego warto zacząć od armatury?
5. Co powinienem wiedzieć o rurach?
6. Jakie są podstawy wymiarowania systemu wodnego?
7. Co powinienem wiedzieć o uzdatnianiu wody?
8. Co powinienem wiedzieć o systemach septycznych na działce?
9. Co powinienem wiedzieć o systemach wodnych na działce?
10. Jakie dokumenty z domeny publicznej są dostępne do dalszego studiowania?
11. Tricks of the Trade & Rules of Thumb for Plumbing Basics:

What Three Things Must the Plumber Know?

Hot’s on left, cold’s on right and shinola runs downhill.

It Runs Downhill…But What Then? (a Primer on Sanitary Sewers)

Hydraulik powinien być jednym z bohaterów współczesnego społeczeństwa. W XIX wieku ludzie przenieśli się bliżej siebie, aby pracować w zawodach związanych z rewolucją przemysłową. Tyfus, cholera i czerwonka zabiły tysiące z powodu problemów z ludzkich odpadów. Nowoczesne metody hydrauliczne i nasz Bohater Hydraulik, pomogły wyeliminować te sposoby rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych. Spójrz na dzisiejsze społeczeństwa z ubogimi systemami kanalizacji sanitarnej, a zobaczysz wysoki wskaźnik śmiertelności niemowląt i niską długowieczność.

Kody budowlane uznają ten związek między odpowiednio zaprojektowanymi i zainstalowanymi systemami kanalizacji sanitarnej a zdrowiem publicznym. Aby zaprojektować systemy sanitarne, większość kodeksów opiera się na sprytnej koncepcji zwanej Jednostkami Urządzeń Odpływowych (DFU). Ustalając ilość DFU dla każdego typu armatury wodno-kanalizacyjnej, Kodeks bierze pod uwagę zarówno ilość wody, jaką dana armatura zwykle przepuszcza, jak i prawdopodobieństwo, jak często będzie ona używana. Na przykład, w czteropiętrowym budynku biurowym ze wspólnymi toaletami na każdym piętrze, wszystkie toalety, ubikacje, pisuary i zlewy nie będą używane w tym samym momencie. Jeśli systemy hydrauliczne musiałyby być zaprojektowane dla tego scenariusza, rozmiary rur byłyby ogromne.

Koncepcja DFU pozwala na rozsądne wymiarowanie linii kanalizacji sanitarnej, na podstawie doświadczeń z wielu budynków. Oczywiście, inżynier hydraulik może zdecydować się na bardziej konserwatywne projektowanie niż wymagania DFU. Stadion piłkarski, gdzie całe piwo zostaje spuszczone z pęcherzy podczas połowy meczu, musi być zaprojektowany tak, aby wszystkie urządzenia mogły płynąć w jednym czasie. Ogólnie rzecz biorąc, koncepcja DFU jest często używana, a jej podstawy powinny być zrozumiałe dla Inspektora Nadzoru Budowlanego.

Podręcznik polowy armii amerykańskiej dotyczący hydrauliki zawiera kilka pomocnych wskazówek poniżej:

Ogólne zrozumienie procesu projektowania DFU pomaga Inspektorowi Nadzoru Budowlanego zrozumieć znaczenie rozmiaru i nachylenia rury kanalizacji sanitarnej. Jeśli chcesz uzyskać bardziej szczegółowe zrozumienie branży hydraulicznej, przejrzyj poniższe dokumenty z domeny publicznej. Podstawy systemu kanalizacji sanitarnej są jednak pokazane na poniższej grafice.

Dlaczego odpowietrzniki są ważne?

Gaz kanalizacyjny śmierdzi i może powodować choroby. Może nie tacy twardziele jak ty i ja, ale inni ludzie. Dlatego syfony zapobiegają przedostawaniu się gazu kanalizacyjnego do zamieszkanej przestrzeni. Pułapka utrzymuje ten gaz kanalizacyjny w dół w rurach, w których płynie ściek. Szczegóły poniżej ilustrują:

Koncepcja uszczelnienia pułapki wydaje się rozsądna… utrzymywać korek wodny pomiędzy śmierdzącym gazem kanalizacyjnym a nami. Powyższy rysunek pokazuje jednak, że uszczelnienie syfonu jest tracone w miarę przepływu wody. Ten rysunek pokazuje nam, dlaczego odpowietrzamy rury kanalizacyjne. Musimy chronić uszczelkę syfonu. Aby woda mogła przepływać, powietrze musi zastąpić objętość wody, która odpływa (pomyśl o słomce w napoju gazowanym z kciukiem zakrywającym górę słomki). Ponieważ rury kanalizacyjne nie biegną całkowicie wypełnione, jak ta słomka pełna coli, rura będzie płynąć przez uzyskanie trochę powietrza na wierzchu płynącej cieczy. Ale czasami tracimy uszczelnienie syfonu, jeśli strumień wody prawie wypełnia rurę. Dlatego odpowietrzniki muszą być zaprojektowane i zainstalowane tak, aby powietrze mogło dostać się do syfonu, chroniąc wodę z syfonu przed spłynięciem do kanalizacji i narażeniem nas na działanie gazu kanalizacyjnego.

Najczęstszym odpowietrzeniem jest indywidualne odpowietrzenie, które jest powszechnie wymagane, aby być co najmniej połową rozmiaru rury wentylowanej armatury, ale nie mniej niż 1 1/4″. Komplikacje z odpowietrzaniem są bardzo liczne, ze wspólnym odpowietrzaniem, odpowietrzaniem mokrym, odpowietrzaniem stosu odpadów, odpowietrzaniem obwodu, kombinacją odpływu i odpowietrzania oraz odpowietrzaniem wyspowym. Aby zrozumieć zasady dotyczące tych odpowietrzników, należy zapoznać się z kodeksem właściwym dla danej jurysdykcji. Prosta grafika pokazująca odpływy i odpowietrzniki jest pokazana poniżej:

Wspaniała strona internetowa, ThePlumber.com, dostarcza kilka wspaniałych szczegółów dotyczących odpowietrzania i profesjonalnych porad, jeśli chcesz lepiej zrozumieć odpowietrzniki.

Why Start with the Fixtures?

Gdy zaczynasz projekt i zaczynasz rozumieć hydraulikę, polecam zacząć od myślenia o armaturze. Wielu z nas ma tendencję do zagłębiania się w szczegóły. Zastanawiamy się, „Jaka jest głębokość tej linii kanalizacyjnej? Czy jakieś inne rury nie kolidują z przebiegiem? Czy można zmienić nachylenie, aby to zadziałało?”. Zamiast tego, powinniśmy zacząć od początku.

Linie kanalizacyjne i wodne są w projekcie, aby służyć urządzeniom hydraulicznym (które są tam, aby służyć mieszkańcom). Więc zacznij projekt od dokładnego przeglądu armatury. Zrozumieć, jakie typy są wybrane i jak one działają. Przejdźmy przez krótki przegląd:

Toalety (zwane także szafkami na wodę): Toalety przenoszą organiczne odpady ciała do kanalizacji i są wykonane z porcelany szklistej. Główną klasyfikacją dla toalet jest montaż na podłodze vs. zawieszenie na ścianie oraz typ zbiornika vs. zawór spłukujący. Toalety mają syfon wbudowany w armaturę toaletową, więc rurociągi kanalizacji sanitarnej dla toalet nie zawierają syfonu. Oto kilka opcji toalet z podręcznika armii amerykańskiej na temat hydrauliki (który dostarcza dużo bardziej szczegółowych informacji i instrukcji napraw) :

Jeśli chcesz dowiedzieć się dużo więcej o toaletach, i o czymkolwiek innym, co ma związek z wykonywaniem prac hydraulicznych, przejdź do ThePlumber.com.

Następnie do toalety, z nadzieją znajdziesz toaletę, miejsce do umycia rąk po wykonaniu brudnej roboty. Kibelki mogą być wykonane z porcelany, emaliowanego żeliwa, stali nierdzewnej lub plastiku i mogą być zamontowane na ścianie, na cokole lub na powierzchni w szafce. Oto kilka opcji sanitariatów z Podręcznika Armii Amerykańskiej na temat hydrauliki (który dostarcza dużo bardziej szczegółowych informacji i instrukcji napraw) :

Zlewozmywaki również pozwalają umyć ręce, ale klasyfikacja zlewów jest szersza i obejmuje zlewy kuchenne, zlewy na mopy, zlewozmywaki slopowe, zlewy barowe, itp.

Oto kilka opcji zlewozmywaków z Podręcznika Armii Amerykańskiej na temat hydrauliki.

Zlewozmywaki są również opisane w Podręczniku Armii Amerykańskiej na temat hydrauliki i pokazane poniżej.

Inne urządzenia hydrauliczne obejmują prysznice, wanny, fontanny wodne, bidety, wanny z hydromasażem i śmietniki. Poszukiwania w Internecie na temat którejkolwiek z tych pozycji zapewnią bardziej szczegółowe informacje.

Co powinienem wiedzieć o rurach?

Większość kodeksów hydraulicznych ma wiele informacji na temat rur i pozwala na wszelkiego rodzaju opcje rur, których prawdopodobnie nigdy nie zobaczysz. Rura żeliwna, na przykład, jest uwzględniona w prawie każdym kodeksie hydraulicznym, ale nie widziałem żadnej rury żeliwnej zainstalowanej przez dłuższy czas. Zatwierdzone są również wszelkiego rodzaju zaawansowane technologicznie typy rur, które nigdy nie są używane w normalnych budynkach. Więc między starym i nowym, wiele opcji rur sprawia, że kody są mylące.

Postarajmy się omówić podstawy rur, które prawdopodobnie zobaczysz na placu budowy. Kanalizacja sanitarna wewnątrz budynków jest najczęściej budowana z rur PVC o przekroju 40, natomiast kanalizacja na zewnątrz budynków często wykorzystuje rury PVC SDR-35. Rury PVC o przekroju 40 mają połączenia klejone, natomiast rury PVC SDR-35 mają połączenia wsuwane z uszczelką. W poniższych tabelach przedstawiono kilka innych atrybutów różnych popularnych rozmiarów rur.

Rura PVC Schedule 40

Rura PVC Schedule 80

Rura PVC Schedule 120

Uwaga, że rury PVC o rozkładzie 40, 80 i 120 mają ten sam O.D. dla nominalnego rozmiaru rury, ale I.D. się zmienia. Rury te są zwykle dostępne w odcinkach 10′ i 20′. Schedule 40 rury dostaje używany najczęściej, a następnie przez cięższe harmonogram 80, a następnie jeszcze cięższy harmonogram 120.

Termin SDR oznacza „Standard Dimension Ratio”, jest to stosunek średnicy rury do grubości ścianki. Dlatego wszystkie rozmiary rur SDR-35 będą miały takie samo maksymalne ciśnienie wody. Również im wyższy SDR, tym bardziej cienka ściana rury jest w porównaniu do średnicy. Wreszcie, standardowe długości dla rur SDR to 14′ i 20′.

Rura PVC SDR-35

Rura PVC SDR-26

Rurociągi wodne mają więcej wspólnych opcji. I prawie nigdy nie widzę ocynkowanej rury żelaza zainstalowany już, choć było to powszechne lata temu. Zarówno koszty, jak i problemy z długotrwałą korozją i konserwacją wymusiły spadek. Rury miedziane, z drugiej strony, nadal jest popularny, nawet z dużym wzrostem cen w ostatnich latach. Spośród trzech grubości ścianek rur miedzianych, nigdy nie używałem najcieńszej miedzi typu M. Najpopularniejsza miedź typu L jest często używana w systemach dystrybucji wody (tj. rury od wodomierza lub zewnętrznej ściany budynku do armatury). Miedź typu K ma najgrubsze ścianki i jest częściej używana do instalacji wodociągowych (tj. od wodociągu do licznika lub zewnętrznej ściany budynku). Rury miedziane również mogą być sztywne (proste sekcje) lub miękkie (rolki).ThePlumber.com zapewnia doskonałą dyskusję na temat rurociągów wodnych i wychwala zalety rur miedzianych.

PVC rury i CPVC (dla ciepłej wody) rury również często używane, ale mają tendencję do wycieku szybciej niż miedź. PEX pipingsystems (PEX oznacza polietylen połączony krzyżowo) stały się niezwykle popularne w ostatnich latach. Systemy PEX są proste i niedrogie w instalacji i rzadko przeciekają. Głównym minusem jest to, że elastyczne rury, gdy zainstalowany w miejscach narażonych, nie wygląda tak schludny i pracowity, jak proste rury. Jedną z ważnych rzeczy, o których należy pamiętać w przypadku rur PEX, jest to, że ulegają one szybkiemu zniszczeniu pod wpływem promieniowania UV. Więc rury PEX muszą być trzymane z dala od światła słonecznego.

Jakie są podstawy doboru rozmiaru systemu wodnego?

Jeśli kiedykolwiek wziąłeś prysznic i usłyszałeś spłuczkę w toalecie, zaczynasz rozumieć, że projekt systemu wodnego jest trudny. Czy wiesz, co się stało, gdy poparzyłeś się pod prysznicem? Spłuczka toalety wymagała przepływu tylko zimnej wody (chyba że spłukujesz toaletę gorącą wodą), co spowodowało spadek ciśnienia w części systemu dystrybucji wody przeznaczonej dla zimnej wody. Gdy ciśnienie spada, spada również przepływ. Jednak po stronie gorącej wody, bez spłukiwania, bez spadku ciśnienia, bez zmian w przepływie. Więc pod prysznicem masz taką samą ilość gorącej wody i mniej zimnej… a to nie jest dobre.

Dobrze zaprojektowany system wodny zmniejsza ten efekt. Kiedy rury są prawidłowo zwymiarowane dla prawdopodobnych przepływów, spadki ciśnienia przy innym użyciu mają mniejszy wpływ. Oczywiście, większość kodeksów wodno-kanalizacyjnych dalej chroni osobę pod prysznicem, wymagając teraz zaworu mieszającego uruchamianego temperaturą przy prysznicu, który zapobiega poparzeniu.

Projekt systemu wodnego, następnie, musi uwzględniać przepływ wody (w galonach na minutę), spadek ciśnienia od tarcia w rurach i od zmian wysokości (w psi) i prędkość wody (w stopach na minutę). Te zmienne czynniki, wraz z tym, że nigdy nie wiadomo, jaka kombinacja urządzeń hydraulicznych będzie wymagała wody w tym samym czasie, sprawiają, że projekt systemu wodnego jest skomplikowany.

Podobnie jak w przypadku projektu kanalizacji omówionego powyżej, koncepcja jednostki urządzenia do obsługi wody (WSFU) pomaga uprościć ten proces. Kodeks wymienia jednostki WSFU dla wody zimnej, wody gorącej i wody całkowitej dla każdego typu urządzeń hydraulicznych. Następnie można znaleźć projektowy przepływ wody w gpm dla dowolnego odcinka rurociągu w systemie. Wykres przepływu wody następnie pokazuje rozmiar rury i opcje strat tarcia. Ta sekcja wyjaśnia teorię, ale nie daje wystarczających informacji, aby faktycznie zrobić projekt. Przejdź do swojego kodeksu hydraulicznego, jeśli chcesz zrozumieć więcej.

Innym podstawowym pojęciem, które powinieneś zrozumieć o systemach wodnych jest strata ciśnienia z wysokością. Polecam zapamiętać, że jeden psi równa się około 2 stopy przyrostu wysokości. Tak więc 50′ wzrost od parteru do 4 piętra spowoduje spadek ciśnienia wody o 25 psi. Jeśli publiczny system wodny zapewnia 45 psi na poziomie ulicy, będziesz miał 20 psi na 4 piętrze. Ponieważ 20 psi jest o minimalnym ciśnieniu wody często zalecane, to będzie działać. Jeśli proponowany budynek ma 8 pięter, co się stanie? Mamy 100′ wzrostu, co daje około 50psi spadek ciśnienia. Ponieważ zaczynamy tylko od 45 psi, nie dostaniemy żadnej wody aż do 8 piętra. Tak więc potrzebujemy pompy wspomagającej.

Podręcznik polowy armii USA 3-34.471 pokazuje działający przykład projektowania systemu wodnego i kilka pomocnych wykresów.

Co powinienem wiedzieć o uzdatnianiu wody?

Znalazłem wspaniałą stronę internetową, która w prosty i przejrzysty sposób wyjaśnia zagadnienie uzdatniania wody. Strona H24U ma obszar FAQ dotyczący uzdatniania wody, który zapewni Ci dobre ogólne zrozumienie.

Co powinienem wiedzieć o systemach septycznych na działce?

Ta strona Purdue University wyjaśnia systemy septyczne na działce z dużą ilością grafiki.

Co powinienem wiedzieć o systemach wodnych na działce?

W witrynie WellOwner.org dobrze wyjaśniono wszystkie aspekty systemów wodnych na działce.

Jakie dokumenty domeny publicznej są dostępne do dalszej nauki?

Podręcznik armii amerykańskiej dotyczący hydrauliki, złączy rurowych i kanalizacji jest doskonałym wprowadzeniem do hydrauliki. Dostarcza tyle informacji, co wiele książek o hydraulice dostępnych w księgarniach… i jest bezpłatny. Jeśli nie masz kopii kodeksu hydraulicznego z komentarzem dla swojej jurysdykcji, użyj tego podręcznika armii amerykańskiej jako sposobu na zapoznanie się z podstawami. Ten 276 stronicowy podręcznik jest oficjalnie nazywany FM 3-34.471(FM 5-420).
Innym zasobem, bardziej przydatnym w projektowaniu niż w budowie, jest podręcznik US Dept of DefensePlumbing Systems Manual. Zawiera on 60 stron informacji i nosi oficjalną nazwę UFC 3-420-01 (październik 2004).
W celu uzyskania informacji na temat systemów sprężonego powietrza należy zapoznać się z podręcznikiem Departamentu Obrony USA dotyczącym sprężonego powietrza, noszącym oficjalną nazwę UFC 3-420-02FA (maj 2003).
Departament Obrony USA stworzył przewodnik dotyczący zapobiegania i ograniczania radonu w pomieszczeniach. Ta 42 strona ma oficjalną nazwę UFC 3-490-04A (maj 2003).

Sztuczki handlowe & Zasady kciuka dla podstaw hydrauliki:

1. Ciepło jest po lewej, zimno po prawej, a golizna spływa w dół.
2. Jedna Jednostka Odwodnienia jest zdefiniowana jako 7,5 galonów wody na minutę.
3. Przewody wentylacyjne w kanalizacji sanitarnej są po to, aby chronić uszczelnienie syfonu, abyśmy nie czuli zapachu gazu kanalizacyjnego.
4. Aby zrozumieć hydraulikę, należy najpierw zrozumieć armaturę wodno-kanalizacyjną.
5. Rury PCV o schemacie 40, 80 i 120 mają ten sam O.D. dla nominalnego rozmiaru rury, ale I.D. się zmienia.
6. Każde 2′ wysokości w budynku obniża ciśnienie wody o około 1 psi.

.