ようこそ
あなたが使ったことのあるすべての建物—あらゆる家、学校、病院、レストラン—は配管に依存しています。水栓をひねるときれいな水が現れます。トイレを流すと廃水は消えていきます。魔法のように見えますが、それはエンジニアリング、物理学、そして何世紀にもわたって得られた水を安全に移動させる方法に関する知識です。
配管は並行して動く2つのシステムです:圧力下できれいな水を供給する給水システムと、重力により廃水を除去する排水・廃棄・換気(DWV)システムです。それらは決して混ざりません。混ざると、人々は病気になったり、死んだりします。その分離は、配管における最も重要な原則です。
このレッスンでは、水がどのように建物に到達するのか、給水配管を通じてどのように移動するのか、廃水がどのようにドレインを通じて出ていくのか、そしてコードと安全な実践がどのようにシステム全体を安全に保つのかについて説明します。最後には、あなたが使ったことのあるすべてのシンク、トイレ、シャワーの背後にあるインフラストラクチャーを理解するでしょう。
配管はまた、最も給与の高い職業の1つです。自動化することはできず、外注することもできず、すべての新しい建物がそれを必要としています。
ウォームアップ
始める前に
あなたの朝のルーチンについて考えてください—シャワー、歯磨き、トイレを流す、コーヒーを作るかもしれません。
水圧と配水
圧力がフローを作る
排水は重力に依存しますが、給水システムは圧力下で動作します。市営水道システムは通常、40~80 psi(平方インチあたりのポンド)で水を供給します。圧力が低すぎるとシャワーが垂れます。圧力が高すぎると、配管と器具が失敗する可能性があります。
水は主給水ラインを通じて建物に入ります—通常、住宅用の3/4インチまたは1インチの配管。水メーターは使用量を測定し、主遮断弁はあなたが建物全体への水をカットすることができます。すべての配管工と住宅所有者は主遮断弁がどこにあるかを知っているべきです。配管が破裂したとき、最初の30秒は小さな水溜まりと洪水かを決定します。
建物内で、主ラインは、個々の器具に供給する小さなライン(通常1/2インチ)に枝分かれします。ホットウォータラインは温水器から温水が必要な器具まで走ります。冷水ラインは主ラインから直接走ります。
圧力レギュレーターは、市営圧力が80 psiを超える場合にインストールされます。それなしでは、高圧が継手にストレスを与え、蛇口を滴らせ、給水ラインを破裂させる可能性があります—特にトイレと洗濯機の柔軟なコネクタで。
配管材料:銅 対 PEX 対 CPVC
正しい配管を選ぶ
住宅用給水ラインの3つの主な材料にはそれぞれトレードオフがあります:
銅は数十年の標準です。それは腐食に耐性があり、熱をよく処理し、50年以上続きます。硬い銅ははんだ付け(発汗)フラックスとトーチで結合されます。それは高価です—材料と労働両方—しかしそれは証明されており、普遍的にコードで受け入れられています。
PEX(架橋ポリエチレン)は、住宅配管に革命をもたらした柔軟なプラスチック配管です。それは銅より安く、インストールが速く、凍結に対してより耐性があり(わずかに膨張できます)、腐食しません。PEXはクリンプリング、プッシュフィット、または拡張フィッティングを使用します—はんだ付けはありません。欠点:屋外で使用することはできません(UV が劣化させます)、そしていくつかの管轄は承認するのが遅かったです。
CPVC(塩素化ポリ塩化ビニル)は、溶剤セメント(接着剤)で結合された硬いプラスチック配管です。それは銅より安く、作業が簡単ですが、時間とともに脆くなり、特に温水ラインで脆くなります。多くの配管工はCPVCを支持してPEXに移動しました。
亜鉛メッキ鋼は1970年前の家で見つける古い標準です。それは内部から外部から腐食し、流れを制限し、最終的に漏らしています。亜鉛メッキ給水ラインが見えた場合、それらは借りた時間に住んでいます。
重力、トラップ、換気
配管のもう半分
排水・廃棄・換気(DWV)システムは重力を使用して建物から使用済みの水と廃棄物を除去します—ポンプはなく、圧力はありません。すべてのドレインパイプは最小1フィートあたり1/4インチの下向きスロープを持つ必要があります。スロープが少なすぎると、廃棄物は流れません。スロープが多すぎると、水が固体を追い越し、配管に取り残します。
すべての器具にはトラップがあります—あなたのシンクの下のU字型の曲がり。トラップは、下水ガスに対するシールとして機能する少量の水を保持しています。トラップなしでは、あなたの家は下水道のような臭いがします。P-トラップは最も一般的なタイプです。側面から見ると、文字Pのように見えるため、P-トラップと呼ばれます。
通気パイプはほとんどの人が決して考えないDWVシステムの一部です。ドレインラインから屋根を通じて上走り、大気に開いています。通気管は2つの重要な目的を果たします:下水ガスが建物の代わりに屋根線の上に逃げることができ、水が自由に流れるようにドレインシステムに空気を許可します。
換気なしでは、シンクをドレインすると、近くのトラップから水を吸い出す真空が作成されます—シールを破り、下水ガスを許可します。水でいっぱいのストローに親指を入れることを考えてください。親指を取り除いてください(通気管を追加してください)水が流れます。
DWV配管とシステムレイアウト
DWV材料とレイアウト
ドレイン配管は給水配管とは異なる材料を使用します。住宅DWVの標準はABS(黒いプラスチック)またはPVC(白いプラスチック)で、溶剤セメントで結合されています。鋳鉄は古い家で見つかります—それは静かです(水の流れの音を減衰させます)が重く、最終的に錆びます。
主要な垂直ドレイン配管は土壌スタックまたは廃棄スタックと呼ばれます。それはすべての器具からのドレインを収集し、建設下水道に降ります—市営下水道またはセプティックシステムに接続する配管。土壌スタックは屋根を通じて通気スタックとして拡張されます。
クリーンアウトはドレインシステムのアクセスポイントです—配管工がドレインスネークまたはカメラを挿入してブロッキングをクリアできるキャップ付きフィッティング。コードは特定の間隔でクリーンアウトが必要です。アクセス可能なクリーンアウトのないシステムは維持するのが悪夢です。
ドレイン配管のサイズは器具負荷に一致しています。トイレには最小3インチドレインが必要です。洗面台は1-1/4インチを使用できます。主要な建設ドレインは通常4インチです。サイズが小さすぎるドレインが詰まります。サイズが大きすぎるドレインは材料を浪費し、固体を有効に実行しません。
水栓、トイレ、温水器
給水がドレインに満たすここで
器具は、給水システムをDWVシステムに接続するデバイスです—シンク、トイレ、シャワー、浴槽、食器洗い機、洗濯機。各器具には給水接続(温水および/または冷水)、ドレイン、トラップがあります。
水栓は器具の水流を制御する弁です。最新の蛇口は、古いゴム製ワッシャー設計よりも長く続くセラミックディスクカートリッジを使用しています。圧縮水栓(古いタイプのゴム製ワッシャー付き)は、ワッシャーが摩耗すると滴ります。カートリッジとセラミックディスク蛇口はより少ない頻度で失敗し、修理が簡単です。
トイレは重力フラッシュ器具です。タンクは1.6ガロン(現在のコード最大)を保持し、ハンドルを押すと緩くなります。急ぐ水はトラップウェイでサイフォンを作成し、廃棄物を引き下げて出します。サイフォンが壊れると(フラッシュの終わりでそのグルグル音)、空気が入り、ボウルはタンクから詰め替えられます。
温水器は冷い供給と温かい配布の間の橋です。タンク式ヒーターは40~80ガロンをすべての時間に保つ。タンクレス(オンデマンド)ヒーターは器具が開かれたときにのみ水を加熱します—より効率的ですが、より高い初期コストがあります。ガス温水器は燃焼ガスを排出するための適切な換気が必要です。電気温水器は換気していませんが、かなりのアンペア数を描きます。
圧力レギュレーターは着信圧力を安全な範囲(通常50~60 psiに設定)に減らします。圧力リリーフ弁温水器上の温度または圧力が安全な限度を超える場合は開く—重要な安全装置。リリーフ弁をキャップまたはプラグするはめにしてください。それが放電している場合、何か間違っていて、沈黙ではなく診断が必要です。
弁と給水停止
フローの制御
配管システムは異なる目的のために異なる弁タイプを使用します:
ボールバルブは、開いた状態と閉じた状態の間で90度回転する穴あきボールを使用します。それらは主遮断弁の標準です—開かれたときの完全なフロー、閉じたときの完全なシール、および年のアイドル状態の後の信頼できます。レバーハンドルはあなたに一目で状態を伝えます:パイプに平行であることは開くことを意味し、垂直であることは閉じることを意味します。
ゲートバルブは上下にスライドするウェッジを使用します。それらは主遮断弁の古い標準でしたが、重大な欠陥があります:それらは開放位置に長い非使用後に固定される傾向があり、ゲートは緩く、配管に詰まる可能性があります。主遮断弁にラウンドハンドル(ワゴンホイルのような)が見える場合、それはおそらくゲートバルブです。
給水停止(角度停止または直線停止)はシンクの下と、個々の器具への水を制御するトイレの背後にある小さな弁です。それはあなたが家全体に水を殺すことなく1つの器具をシャットオフすることができます。クォーター回転停止(ボールバルブ設計)はマルチターン停止(圧縮設計)よりも信頼できます。
逆止弁は水が一方向に流れることのみを許可します。それらはバックフロー防止アセンブリの重要なコンポーネントです。
配管コードとバックフロー防止
水を安全に保つ規則
国際配管コード(IPC)は、ほとんどの米国管轄によって採用された(地方の修正)モデルコードです。それは配管のサイズ、器具の配置、換気要件、材料、およびテストを管理しています。いくつかの地域は代わりに統一配管コード(UPC)を使用しています。どちらの方法でも、配管工事には許可と検査が必要です。
なぜ許可?配管の間違いは見えないからです。不良配線がブレーカーを駆動します。不良配管は飲料水を汚染しています。飲料水と非飲料水の間の相互接続は、誰かが供給源を実現する前に、近所全体を病気にする可能性があります。
バックフロー防止はコード要件の中で最も重要です。バックフロー是正システムの圧力が低下した場合(水メインの破裂、重い消火栓使用)が発生し、汚染された水は清潔な給水に吸い込まれます。潜在的な相互接続を持つすべての器具には保護が必要です。
エアギャップはバックフロー防止の最も単純な形式です—蛇口の出口と器具の洪水の縁の間の物理的なスペース。あなたのキッチン水栓はシンク縁の上にあります。下水が化学物質でプールに浸された庭のホース?バックフロー防止なし。それは相互接続であり、あなたの家の水を汚染することができます—そしてあなたの隣人。
減圧ゾーン(RPZ)アセンブリとダブルチェック弁は機械的バックフロー防止装置で、灌漑システム、ボイラー飼料、および商用アプリケーションに使用されます。コード相互接続が存在するコードで必要です。
ガス配管と許可
ガス:配管の致命的な側面
多くの配管工も天然ガスとプロパンの配管で動作しています。ガス線は温水器、炉、範囲、乾燥機、およびファイアプレイスに供給しています。ガス工は配管です—同じ配管フィッティングスキル、同じコード権限—しかし利害関係はより高い。水漏れはとにかくです。ガス漏れは爆発を引き起こします。
ガス配管は通常、ネジ込みフィッティングと、ガスの評価を受けたパイプドープまたはテフロンテープを備えた黒い鉄(スチール)です。CSST(波状ステンレス鋼配管)は、より速くインストールされる柔軟な代替ですが、闪电誘起故障を防ぐためにアースシステムに適切に結合する必要があります。
ガス漏れ検出は重要なスキルです。継手に適用される石鹸の泡は、ガスが漏れている場合に泡立ちます。電子ガス検出器はより速い結果を提供します。ガスの臭いがする場合(腐った卵の臭いは人為的に追加されます—天然ガスは無臭です)、すぐに建物を出ます。スイッチをフリップしたり、電話を使用したり、火花を生じさせる可能性のあることをしたりしないでください。
ガス工事の許可は強制的です。 例外なし。ガスラインは、サービスに配置される前に圧力テストする必要があります—通常、指定された保持時間に対して15~30 psiで空気。失敗した圧力テストは、漏れが存在し、ラインが通電される前に見つける必要があることを意味します。
見習いからマスター配管工へ
配管キャリアラダー
電気工事のように、配管は構造化された見習いパスに従います:
見習い(4~5年):あなたは学びながら稼ぎます。見習いは通常、8,000~10,000時間のオンザジョブトレーニングと、コード、設計図読取、配管フィッティング、ガスシステム、および水処理をカバーする教室指導が必要です。開始賃金は時給15~22ドルで、毎年増加します。
ジャーニーマン配管工:見習いを完了し、ジャーニーマン試験に合格した後、独立して働くことができます。ジャーニーマン配管工は、場所に応じて時給25~45ドルを稼ぎます。組合配管工はしばしば多くを稼ぎます。住宅、商用、または産業工事に特化できます。
マスター配管工:追加の経験(通常2~4年以上)とマスター試験に合格する必要があります。マスター配管工は許可を引き出し、配管システムを設計し、独自のビジネスを実行し、他の配管工を監督できます。多くの管轄では、マスター配管工のみがプランと許可に署名することができます。
特殊化と将来
住宅を超えて
配管は単なる水漏れの修理ではありません。職業には深い専門分野があります:
商用配管は、より大きなパイプ、より複雑なシステム、および機関の器具を含みます。病院、学校、レストランには住宅用配管をはるかに超えた配管要件があります。商用工事はより多くを支払いますが、追加のコード知識が必要です。
医療用ガスシステム—酸素、窒素、病院の真空ライン—は特殊な認定を持つ配管工によってインストールおよび維持されています。これはニッチで、高スキル、高給の仕事です。
火災スプリンクラーシステム(スプリンクラーフィッティング)は関連商売です。スプリンクラーフィッターは、商用および住宅用の建物で火災抑止システムを設計およびインストールしています。
サービスと修理は多くの配管ビジネスの味方です。緊急呼び出し—午前2時に破裂配管、下水道のバックアップ、温かい水がない—プレミアム率を支払ってください。診断スキルと優れた顧客親善を持つサービス配管工は、ジャーニーマンスケールをはるかに上回る可能性があります。
水処理とバックフロー試験は成長するニッチです。認定バックフロー試験官は、多くの地方自治体で毎年必要なバックフロー防止デバイスを検査および維持します。
労働統計局は、2030年代を通じた配管工の強い仕事の成長を予測しています。老化インフラは、より多くの修理と交換作業を意味しています。新しい建設は新しいインストールを意味しています。そしてすべての建物、どこでもが配管を必要としています。