Сантехника — это любая система, которая переносит жидкости для широкого спектра применений. Сантехника использует трубы , клапаны , сантехнические приборы , резервуары и другие устройства для передачи жидкостей. [1] Отопление и охлаждение (HVAC), удаление отходов и подача питьевой воды являются одними из наиболее распространенных применений сантехники, но она не ограничивается этими применениями. [2] Слово происходит от латинского слова «свинец» , plumbum , поскольку первыми эффективными трубами, используемыми в римскую эпоху, были свинцовые трубы . [3]
В развитых странах водопроводная инфраструктура имеет решающее значение для общественного здравоохранения и санитарии . [4] [5]
Котельщики и монтажники трубопроводов не являются сантехниками, хотя они работают с трубопроводами , и их работа может включать в себя некоторые сантехнические работы.
Водопровод появился во времена древних цивилизаций, когда появились общественные бани и возникла необходимость в обеспечении питьевой водой и отводе сточных вод для большего количества людей. [6]
Месопотамцы познакомили мир с глиняными канализационными трубами около 4000 г. до н. э., самые ранние образцы которых были найдены в храме Бэла в Ниппуре и в Эшнунне [7], использовались для удаления сточных вод с мест и сбора дождевой воды в колодцах. В городе Урук находятся самые древние известные образцы кирпичных уборных , построенных поверх соединенных между собой обожженных глиняных канализационных труб, около 3200 г. до н. э . [8] [9] Позднее глиняные трубы использовались в хеттском городе Хаттуса [10] . Они имели легкосъемные и заменяемые сегменты и допускали очистку.
Стандартизированные глиняные водопроводные трубы с широкими фланцами, в которых для предотвращения протечек использовался асфальт, появились в городских поселениях цивилизации долины Инда к 2700 году до н. э. [11]
Медные трубы появились в Египте около 2400 г. до н. э., когда пирамида Сахура и прилегающий к ней храмовый комплекс в Абусире были соединены медной трубой для сточных вод. [12]
Слово «водопроводчик» восходит к Римской империи . [13] Латинское слово для свинца — plumbum . Римские крыши использовали свинец в трубопроводах и водосточных трубах [14] , а некоторые также были покрыты свинцом. Свинец также использовался для труб и для строительства ванн. [15]
Сантехника достигла своего раннего расцвета в Древнем Риме , где появились обширные системы акведуков , отвод сточных вод с помощью плитки и повсеместное использование свинцовых труб . Римляне использовали надписи на свинцовых трубах для предотвращения кражи воды . С падением Рима и водоснабжение, и санитария застоялись — или регрессировали — более чем на 1000 лет. Улучшение было очень медленным, с небольшим эффективным прогрессом до роста современных густонаселенных городов в 1800-х годах. В этот период органы общественного здравоохранения начали настаивать на установке лучших систем утилизации отходов для предотвращения или контроля эпидемий заболеваний. Ранее система утилизации отходов состояла из сбора отходов и сброса их на землю или в реку. В конечном итоге развитие отдельных подземных систем водоснабжения и канализации устранило открытые канализационные канавы и выгребные ямы .
В постклассической Килве богатые люди пользовались водопроводом в своих каменных домах. [16] [17]
Большинство крупных городов сегодня отправляют твердые отходы на очистные сооружения для разделения и частичной очистки воды перед ее сбросом в ручьи или другие водоемы. Для использования питьевой воды в Соединенных Штатах с конца 1800-х годов до примерно 1960 года были распространены оцинкованные железные трубы. После этого периода на смену им пришли медные трубы, сначала из мягкой меди с раструбными фитингами, затем из жесткой медной трубы с паяными фитингами.
Использование свинца для питьевой воды резко сократилось после Второй мировой войны из-за возросшей осведомленности об опасности отравления свинцом . В это время были введены медные трубы как лучшая и более безопасная альтернатива свинцовым трубам. [18]
Основные категории водопроводных систем и подсистем: [19]
Водопровод — это труба или шланг , часто изготовленный из пластика или металла, [a] , который подает очищенную пресную воду под давлением в здание (как часть муниципальной системы водоснабжения ), а также внутрь здания.
Свинец был излюбленным материалом для водопроводных труб на протяжении многих столетий, поскольку его пластичность позволяла придавать ему нужную форму. Такое использование было настолько распространено, что слово «сантехника» произошло от plumbum , латинского слова, обозначающего свинец. Это было источником проблем со здоровьем, связанных со свинцом, в годы, когда опасности для здоровья от употребления свинца внутрь были полностью поняты; среди них были мертворождения и высокий уровень детской смертности . Свинцовые водопроводные трубы все еще широко использовались в начале 20-го века и остаются во многих домах. Припой из сплава свинца и олова обычно использовался для соединения медных труб , но современная практика использует вместо этого припой из сплава олова и сурьмы, чтобы исключить опасность свинца. [20]
Несмотря на то, что римляне часто использовали свинцовые трубы, их акведуки редко отравляли людей. В отличие от других частей света, где свинцовые трубы вызывают отравление, в римской воде было так много кальция , что слой налета не позволял воде контактировать с самим свинцом. Часто путаницу вызывает большое количество свидетельств широко распространенного отравления свинцом, особенно среди тех, кто имел легкий доступ к водопроводной воде, [21] что было печальным результатом использования свинца в посуде и в качестве добавки к обработанным продуктам питания и напиткам (например, в качестве консерванта в вине). [22] Надписи на римских свинцовых трубах содержали информацию о владельце, чтобы предотвратить кражу воды.
Деревянные трубы использовались в Лондоне и других местах в XVI и XVII веках. Трубы представляли собой выдолбленные бревна, которые сужались на конце с небольшим отверстием, через которое проходила вода. [23] Затем несколько труб были запечатаны вместе горячим животным жиром. Деревянные трубы использовались в Филадельфии, [24] Бостоне и Монреале в 1800-х годах. Сборные деревянные трубы широко использовались в США в XX веке. Эти трубы (используемые вместо гофрированного железа или железобетонных труб) были сделаны из секций, вырезанных из коротких отрезков дерева. Фиксация соседних колец штифтами из твердой древесины давала гибкую структуру. Около 100 000 футов этих деревянных труб были установлены во время Второй мировой войны в дренажных водопропускных трубах, ливневых канализациях и каналах, под шоссе и в армейских лагерях, на военно-морских станциях, аэродромах и артиллерийских заводах.
Чугунные и ковкие чугунные трубы долгое время были более дешевой альтернативой меди до появления прочных пластиковых материалов, но при переходе на другие металлические трубы необходимо использовать специальные непроводящие фитинги (за исключением концевых фитингов), чтобы избежать коррозии из-за электрохимических реакций между разнородными металлами (см. гальванический элемент ). [25]
Бронзовые фитинги и короткие сегменты труб обычно используются в сочетании с различными материалами. [26]
Разница между трубами и трубками заключается в размере. Например, трубы из ПВХ для сантехнических применений и оцинкованные стальные трубы измеряются в размере железной трубы (IPS). Медные трубы, трубы из ХПВХ , ПЭХ и другие трубы измеряются номинально, в основном как средний диаметр. Эти схемы размеров позволяют универсальную адаптацию переходных фитингов. Например, трубы из ПЭХ 1/2" имеют тот же размер, что и медные трубы 1/2". С другой стороны, трубы из ПВХ 1/2" не имеют того же размера, что и трубы 1/2", и поэтому для их соединения требуется либо резьбовой адаптер с наружной, либо внутренней резьбой. При использовании в сельскохозяйственном орошении форма единственного числа «труба» часто используется как множественное число. [27]
Трубы доступны в жестких соединениях , которые бывают различной длины в зависимости от материала. Трубы, в частности медные, поставляются в жестких закаленных соединениях или мягких закаленных (отожженных) рулонах. Трубы из ПЭ и ХПВХ также поставляются в жестких соединениях или гибких рулонах. Закалка меди, будь то жесткое соединение или гибкий рулон, не влияет на размер. [27]
Толщина стенок водопроводных труб и труб может быть разной. Поскольку трубы и трубки являются товарами, большая толщина стенки подразумевает более высокую первоначальную стоимость. Более толстые стенки труб обычно подразумевают большую прочность и более высокие допуски давления. Толщина стенки трубы обозначается различными таблицами или для полиэтиленовых труб большого диаметра в Великобритании стандартным размерным отношением (SDR), определяемым как отношение диаметра трубы к толщине ее стенки. Толщина стенки трубы увеличивается с таблицей и доступна в таблицах 20, 40, 80 и выше в особых случаях. Таблица в значительной степени определяется рабочим давлением системы, причем более высокое давление требует большей толщины. Медные трубы доступны с четырьмя толщинами стенки: тип DWV (самая тонкая стенка; допускается только как дренажная труба согласно UPC), тип «M» (тонкая; обычно допускается только как дренажная труба согласно кодексу IPC), тип «L» (более толстая, стандартная нагрузка для водопроводов и водоснабжения) и тип «K» (самая толстая, обычно используется под землей между магистралью и счетчиком).
Толщина стенки не влияет на размер трубы или трубки. [28] Медь 1/2" L имеет тот же внешний диаметр, что и медь 1/2" K или M. То же самое относится к графикам труб. В результате этого небольшое увеличение потерь давления достигается из-за уменьшения пути потока по мере увеличения толщины стенки. Другими словами, 1 фут меди 1/2" L имеет немного меньший объем, чем 1 фут меди 1/2 M. [29]
Водные системы древних времен полагались на гравитацию для подачи воды, используя трубы или каналы, обычно сделанные из глины , свинца , бамбука, дерева или камня. Полые деревянные бревна, обернутые стальной лентой, использовались для водопроводных труб, особенно водопроводных. Бревна использовались для распределения воды в Англии около 500 лет назад. Города США начали использовать полые бревна в конце 1700-х и в 1800-х годах. Сегодня большинство труб для водопровода изготавливаются из стали, меди и пластика; большинство отходов (также известных как «почва») [30] из стали, меди, пластика и чугуна. [30]
Прямые секции водопроводных систем называются «трубами» или «трубками». Труба обычно формируется путем литья или сварки , тогда как трубка изготавливается путем экструзии . Труба обычно имеет более толстые стенки и может быть нарезана резьбой или сварена, в то время как трубка имеет более тонкие стенки и требует специальных методов соединения, таких как пайка , компрессионная посадка , обжим или, для пластмасс, сварка растворителем . Эти методы соединения более подробно обсуждаются в статье о трубах и сантехнических фитингах .
Оцинкованные стальные трубы для питьевого водоснабжения и распределения обычно встречаются с номинальными размерами труб от 3 ⁄ 8 дюйма (9,5 мм) до 2 дюймов (51 мм). Сегодня они редко используются для нового строительства жилых сантехнических систем. Стальные трубы имеют коническую наружную резьбу стандарта National Pipe Thread (NPT), которая соединяется с внутренней конической резьбой на коленях, тройниках, муфтах, клапанах и других фитингах. Оцинкованная сталь (часто известная просто как « galv » или « железо » в сантехнической торговле) относительно дорогая и с ней трудно работать из-за веса и необходимости использования резьбонарезчика . Она по-прежнему широко используется для ремонта существующих «galv» систем и для удовлетворения требований строительных норм по негорючести, которые обычно предъявляются к отелям, многоквартирным домам и другим коммерческим объектам. Она также чрезвычайно прочна и устойчива к механическим воздействиям. Черная лакированная стальная труба является наиболее широко используемым материалом для труб для пожарных спринклеров и природного газа.
Большинство типичных систем для односемейных домов не требуют подающих труб диаметром более 3 ⁄ 4 дюйма (19 мм) из-за стоимости, а также тенденции стальных труб засоряться внутренней ржавчиной и минеральными отложениями, которые образуются на внутренней стороне трубы с течением времени после того, как внутреннее цинковое покрытие деградировало. В сфере распределения питьевой воды срок службы оцинкованных стальных труб составляет около 30–50 лет, хотя в географических районах с едкими загрязнителями воды он может быть короче.
Медные трубы и трубки широко использовались для бытовых систем водоснабжения во второй половине двадцатого века. Спрос на медные изделия упал из-за резкого роста цен на медь, что привело к увеличению спроса на альтернативные продукты, включая PEX и нержавеющую сталь .
Пластиковые трубы широко используются для бытового водоснабжения и дренажно-сточных-вентиляционных труб (DWV). Основные типы включают: Поливинилхлорид (ПВХ) был получен экспериментально в 19 веке, но не стал практичным для производства до 1926 года, когда Уолдо Семон из BF Goodrich Co. разработал метод пластификации ПВХ, что облегчило его обработку. Трубы из ПВХ начали производить в 1940-х годах и широко использовались для дренажно-сточных-вентиляционных труб во время восстановления Германии и Японии после Второй мировой войны. В 1950-х годах производители пластмасс в Западной Европе и Японии начали производить трубы из акрилонитрилбутадиенстирола (ABS). Метод производства сшитого полиэтилена (PEX) также был разработан в 1950-х годах. Пластиковые трубы для подачи становятся все более распространенными, при этом используются различные материалы и фитинги.
Современные системы водоснабжения используют сеть насосов высокого давления, а трубы в зданиях теперь сделаны из меди, [34] латуни, пластика (в частности, сшитого полиэтилена, называемого PEX, который, по оценкам, используется в 60% односемейных домов [35] ) или других нетоксичных материалов. Из-за его токсичности большинство городов отказались от свинцовых водопроводных труб к 1920-м годам в Соединенных Штатах, [36] хотя свинцовые трубы были одобрены национальными сантехническими кодексами в 1980-х годах, [37] и свинец использовался в сантехническом припое для питьевой воды, пока он не был запрещен в 1986 году. [36] Дренажные и вентиляционные линии сделаны из пластика, стали, чугуна или свинца. [38] [39]
Помимо труб или трубок, в водопроводных системах используются фитинги для труб, такие как клапаны, колена, тройники и соединения. [40] Трубы и фитинги удерживаются на месте с помощью трубных подвесок и ремней .
Сантехнические приборы — это сменные устройства, которые используют воду и могут быть подключены к водопроводной системе здания. Они считаются «приборами», поскольку являются полупостоянными частями зданий, обычно не принадлежащими или не обслуживаемыми отдельно. Сантехнические приборы видны и разработаны для конечных пользователей . Некоторые примеры приборов включают в себя унитазы [41] (также известные как туалеты ), писсуары , биде , душевые кабины , ванны , хозяйственные и кухонные раковины , питьевые фонтанчики , ледогенераторы , увлажнители, мойки воздуха, фонтанчики и станции для промывания глаз.
Резьбовые соединения труб герметизируются с помощью герметизирующей ленты или трубной смазки . Многие сантехнические приборы герметизируются на своих монтажных поверхностях с помощью сантехнической замазки . [42]
Сантехническое оборудование включает в себя устройства, которые часто находятся за стенами или в подсобных помещениях, которые не видны широкой публике. Оно включает в себя счетчики воды , насосы , расширительные баки, обратные клапаны , фильтры для воды , ультрафиолетовые лампы для стерилизации, смягчители воды , водонагреватели , теплообменники , датчики и системы управления.
Для выполнения хорошей сантехнической работы сантехнику требуется множество инструментов. В то время как многие простые сантехнические работы можно выполнить с помощью нескольких обычных ручных инструментов, другие, более сложные работы требуют специализированных инструментов, специально разработанных для облегчения работы.
Специализированные сантехнические инструменты включают в себя трубные ключи , плоскогубцы для развальцовки , трубные тиски, трубогибочный станок, труборез, штампы и соединительные инструменты, такие как паяльные горелки и обжимные инструменты. Были разработаны новые инструменты, чтобы помочь сантехникам устранять проблемы более эффективно. Например, сантехники используют видеокамеры для осмотра скрытых утечек или других проблем; они также используют гидроструйные насосы и гидравлические насосы высокого давления, подключенные к стальным тросам для замены канализационной линии без траншей.
Наводнение из-за обильных осадков или засоренной канализации может потребовать специального оборудования, например, тяжелой насосной установки, предназначенной для откачки неочищенных сточных вод. [ необходима ссылка ]
Было показано, что бактерии живут в «системах водоснабжения помещений». Последнее относится к «трубам и арматуре внутри здания, которые транспортируют воду к кранам после того, как она доставлена коммунальной службой». [43] Известно, что общественные системы водоснабжения на протяжении столетий распространяют такие заболевания, как тиф и холера. Однако «условно-патогенные микроорганизмы в системах водоснабжения помещений» были признаны только недавно: Legionella pneumophila , открытая в 1976 году, Mycobacterium avium и Pseudomonas aeruginosa являются наиболее часто отслеживаемыми бактериями, которые люди с ослабленным иммунитетом могут вдыхать или проглатывать и могут ими заразиться. [44] Некоторые из мест, где могут расти эти условно-патогенные микроорганизмы, включают краны, душевые лейки, водонагреватели и вдоль стенок труб. Причинами, которые способствуют их росту, являются «высокое отношение поверхности к объему, прерывистый застой, низкий остаток дезинфицирующего средства и циклы нагревания». Высокое соотношение поверхности к объему, т.е. относительно большая площадь поверхности, позволяет бактериям образовывать биопленку , которая защищает их от дезинфекции. [44]
Большая часть сантехнических работ в населенных пунктах регулируется государственными или квазигосударственными учреждениями из-за прямого влияния на здоровье, безопасность и благосостояние населения. Сантехнические работы по установке и ремонту в жилых домах и других зданиях, как правило, должны выполняться в соответствии с сантехническими и строительными нормами, чтобы защитить жителей зданий и обеспечить безопасное и качественное строительство для будущих покупателей. Если для работы требуются разрешения, подрядчики по сантехнике обычно получают их от властей от имени владельцев домов или зданий. [ необходима цитата ]
В Австралии национальным руководящим органом по регулированию сантехники является Australian Building Codes Board . Они отвечают за создание Национального строительного кодекса (NCC), Том 3 которого, Сантехнические правила 2008 [45] и Сантехнический кодекс Австралии [46] относятся к сантехнике.
Каждое правительство на уровне штата имеет свой собственный орган и правила для лицензирования сантехников. Они также отвечают за толкование, администрирование и обеспечение соблюдения правил, изложенных в NCC. [47] Эти органы обычно создаются с единственной целью регулирования сантехнической деятельности в своих соответствующих штатах/территориях. Однако несколько регулирующих актов на уровне штата довольно устарели, а некоторые все еще действуют на основе местных политик, введенных более десяти лет назад. Это привело к увеличению вопросов регулирования сантехники, не охваченных текущей политикой, и, как таковая, многие политики в настоящее время обновляются, чтобы охватить эти более современные вопросы. Обновления включают изменение минимальных требований к опыту и обучению для лицензирования, дополнительные стандарты работы для новых и более конкретных видов сантехники, а также принятие Сантехнического кодекса Австралии в государственные правила в целях стандартизации правил сантехники по всей стране.
В Норвегии новая домашняя сантехника, установленная с 1997 года, должна была удовлетворять требованию, что она должна быть легкодоступной для замены после установки. [48] Это привело к развитию системы «труба в трубе» как фактического требования для домашней сантехники.
В Соединенном Королевстве профессиональным органом является Институт сантехники и отопительной техники (статус образовательной благотворительной организации), и это правда, что эта профессия по-прежнему остается фактически нерегулируемой; [49] не существует систем для мониторинга или контроля деятельности неквалифицированных сантехников или тех домовладельцев, которые решают самостоятельно выполнять работы по установке и техническому обслуживанию, несмотря на проблемы со здоровьем и безопасностью, которые возникают в результате таких работ, если они выполняются неправильно; см. « Аспекты здоровья сантехники» (HAP), опубликованные совместно Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и Всемирным советом по сантехнике (WPC) . [50] [51] Впоследствии WPC назначил представителя во Всемирной организации здравоохранения для продвижения различных проектов, связанных с аспектами здоровья сантехники. [52]
В Соединенных Штатах сантехнические кодексы и лицензирование, как правило, контролируются государственными и местными органами власти. На национальном уровне Агентство по охране окружающей среды установило руководящие принципы относительно того, что представляет собой бессвинцовые сантехнические фитинги и трубы, чтобы соответствовать Закону о безопасной питьевой воде . [53]
Некоторые широко используемые стандарты в Соединенных Штатах: [ необходима ссылка ]
В Канаде сантехника является регулируемой отраслью, требующей специальной технической подготовки и сертификации. Стандарты и правила для сантехники контролируются на провинциальном и территориальном уровне, каждый из которых имеет свой собственный руководящий орган:
_1_of_2_SEDGWICK_1967_and_DBLS_W.SPRINGS_SEDGWICK_00484_SEWER_Willow_Springs_(49275175872).jpg/1280px-Photography_by_Victor_Albert_Grigas_(1919-2017)_1_of_2_SEDGWICK_1967_and_DBLS_W.SPRINGS_SEDGWICK_00484_SEWER_Willow_Springs_(49275175872).jpg)
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
Медиа, связанные с сантехникой на Wikimedia Commons
Словарное определение сантехники в Викисловаре
Цитаты, связанные с сантехникой в Wikiquote
Сантехника в Wikibooks