Áp suất nước và phân phối

Áp suất tạo ra dòng chảy

Không giống như hệ thống thoát nước dựa vào trọng lực, hệ thống cấp nước hoạt động dưới áp suất. Hệ thống nước đô thị thường cung cấp nước ở áp suất 40-80 psi (pound trên inch vuông). Nếu áp suất quá thấp, vòi hoa sen của bạn chỉ nhỏ giọt. Nếu quá cao, các đường ống và thiết bị có thể bị hỏng.

Nước vào tòa nhà qua một đường ống cấp chính — thường là ống 3/4 inch hoặc 1 inch cho nhà ở. Một đồng hồ nước đo lượng sử dụng, và một van khóa chính cho phép bạn cắt nước đến toàn bộ tòa nhà. Mọi thợ ống nước và chủ nhà đều phải biết van khóa chính ở đâu. Khi một ống bị vỡ, 30 giây đầu tiên quyết định bạn có một vũng nước hay một trận lụt.

Bên trong tòa nhà, đường ống chính phân nhánh thành các đường nhỏ hơn (thường là 1/2 inch) dẫn đến các thiết bị riêng lẻ. Các đường nước nóng chạy từ bình nóng lạnh đến các thiết bị cần nước nóng. Các đường nước lạnh chạy trực tiếp từ đường chính.

Bộ điều chỉnh áp suất được lắp đặt khi áp suất đô thị vượt quá 80 psi. Nếu không có bộ điều chỉnh, áp suất cao sẽ làm căng các mối nối, khiến vòi bị nhỏ giọt, và có thể làm vỡ các đường ống cấp nước — đặc biệt là các đầu nối linh hoạt trên bồn cầu và máy giặt.

Vật liệu ống: Đồng vs PEX vs CPVC

Chọn ống phù hợp

Ba loại vật liệu chính cho đường ống cấp nước nhà ở đều có những ưu và nhược điểm:

Đồng là tiêu chuẩn trong nhiều thập kỷ. Nó chống ăn mòn, chịu nhiệt tốt và có tuổi thọ trên 50 năm. Ống đồng cứng được nối bằng hàn thiếc (sweating) với chất trợ dung và đèn khò. Nó đắt tiền — cả vật liệu lẫn nhân công — nhưng đã được chứng minh và được tất cả các quy định chấp nhận.

PEX (polyetylen liên kết chéo) là ống nhựa linh hoạt đã cách mạng hóa hệ thống ống nước nhà ở. Rẻ hơn đồng, lắp đặt nhanh hơn, chịu đóng băng tốt hơn (có thể giãn nở nhẹ), và không bị ăn mòn. PEX sử dụng vòng kẹp, đầu nối đẩy, hoặc đầu nối nở — không cần hàn. Nhược điểm: không thể dùng ngoài trời (tia UV làm hỏng nó), và một số địa phương chậm phê duyệt.

CPVC (polyvinyl clorua clo hóa) là ống nhựa cứng nối bằng xi măng dung môi (keo). Rẻ hơn đồng và dễ làm việc hơn, nhưng trở nên giòn theo thời gian, đặc biệt trên các đường nước nóng. Nhiều thợ ống nước đã chuyển khỏi CPVC sang PEX.

Thép mạ kẽm là tiêu chuẩn cũ bạn tìm thấy trong các ngôi nhà trước năm 1970. Nó bị ăn mòn từ bên trong, hạn chế dòng chảy và cuối cùng bị rò rỉ. Nếu bạn thấy đường ống cấp nước mạ kẽm, chúng đang sống những ngày cuối cùng.

Trọng lực, bẫy nước và thông hơi

Nửa còn lại của hệ thống ống nước

Hệ thống thoát nước-thải-thông hơi (DWV) loại bỏ nước đã qua sử dụng và chất thải khỏi tòa nhà bằng trọng lực — không có máy bơm, không có áp suất. Mọi ống thoát nước phải nghiêng xuống tối thiểu 1/4 inch trên mỗi foot. Độ dốc quá ít thì chất thải không chảy. Độ dốc quá nhiều thì nước chảy nhanh hơn chất rắn, để lại chúng mắc kẹt trong ống.

Mọi thiết bị đều có bẫy nước — đoạn cong hình chữ U trong ống bên dưới bồn rửa của bạn. Bẫy nước giữ một lượng nhỏ nước hoạt động như một rào chắn chống lại khí thải từ cống. Không có bẫy nước, nhà của bạn sẽ có mùi như cống rãnh. Bẫy P là loại phổ biến nhất. Nó được gọi là bẫy P vì, nhìn từ bên cạnh, nó trông giống chữ P nằm nghiêng.

Ống thông hơi là phần của hệ thống DWV mà hầu hết mọi người không bao giờ nghĩ đến. Chúng chạy từ các đường thoát nước lên qua mái nhà, thông với khí quyển. Ống thông hơi phục vụ hai mục đích quan trọng: chúng để khí thải từ cống thoát lên phía trên đường mái nhà thay vì vào trong tòa nhà, và chúng cho phép không khí vào hệ thống thoát nước để nước chảy tự do.

Không có thông hơi, việc thoát nước bồn rửa sẽ tạo ra chân không hút nước ra khỏi các bẫy nước gần đó — phá vỡ rào chắn và để khí thải cống vào trong. Hãy nghĩ đến việc đặt ngón tay cái lên một ống hút đầy nước. Nhấc ngón tay cái lên (thêm ống thông hơi) và nước chảy.

Vật liệu ống DWV và bố cục hệ thống

Vật liệu và bố cục DWV

Ống thoát nước sử dụng vật liệu khác với ống cấp nước. Tiêu chuẩn cho DWV nhà ở là ABS (nhựa đen) hoặc PVC (nhựa trắng), cả hai đều nối bằng xi măng dung môi. Gang đúc được tìm thấy trong các ngôi nhà cũ hơn — nó yên tĩnh hơn (giảm tiếng ồn của nước chảy) nhưng nặng và cuối cùng bị gỉ sét.

Ống thoát nước thẳng đứng chính được gọi là ống đứng chính hoặc ống thải chính. Nó thu gom nước thoát từ tất cả các thiết bị và chạy xuống cống thoát nước tòa nhà — ống kết nối với hệ thống cống đô thị hoặc bể tự hoại. Ống đứng chính kéo dài lên qua mái nhà như ống thông hơi chính.

Miệng vệ sinh là các điểm tiếp cận trong hệ thống thoát nước — các đầu nối có nắp cho phép thợ ống nước đưa dây thông cống hoặc camera vào để xử lý tắc nghẽn. Quy định yêu cầu các miệng vệ sinh ở các khoảng cách nhất định và ở những nơi cống đổi hướng. Một hệ thống không có miệng vệ sinh dễ tiếp cận là cơn ác mộng để bảo trì.

Kích thước ống thoát nước được khớp với tải trọng thiết bị. Bồn cầu yêu cầu ống thoát nước tối thiểu 3 inch. Bồn rửa mặt có thể dùng ống 1-1/4 inch. Cống thoát nước tòa nhà chính thường là 4 inch. Cống có kích thước nhỏ hơn bị tắc. Cống có kích thước lớn hơn lãng phí vật liệu và không tải chất rắn hiệu quả.

Vòi nước, bồn cầu và bình nóng lạnh

Nơi cấp nước gặp thoát nước

Thiết bị là bất kỳ dụng cụ nào kết nối hệ thống cấp nước với hệ thống DWV — bồn rửa, bồn cầu, vòi hoa sen, bồn tắm, máy rửa bát, máy giặt. Mỗi thiết bị có các kết nối cấp nước (nước nóng và/hoặc lạnh), một cống thoát và một bẫy nước.

Vòi nước là các van điều khiển dòng chảy nước tại một thiết bị. Vòi nước hiện đại sử dụng hộp mực đĩa gốm bền hơn so với các thiết kế đệm cao su cũ. Vòi nén (loại cũ có đệm cao su) nhỏ giọt khi đệm bị mòn. Vòi hộp mực và đĩa gốm ít hỏng hơn và dễ sửa chữa hơn.

Bồn cầu là thiết bị xả bằng trọng lực. Bình chứa giữ 1,6 gallon (tối đa theo quy định hiện hành) và xả vào bát khi bạn nhấn tay gạt. Nước chảy mạnh tạo ra lực hút trong đường thải kéo chất thải xuống và ra ngoài. Khi lực hút ngắt (tiếng ùng ục ở cuối lần xả), không khí vào và bát được nạp lại từ bình chứa.

Bình nóng lạnh là cầu nối giữa cấp nước lạnh và phân phối nước nóng. Bình nóng lạnh có bình giữ 40-80 gallon nước nóng liên tục. Bình nóng lạnh không bình (theo nhu cầu) làm nóng nước chỉ khi một thiết bị được mở — hiệu quả hơn nhưng chi phí ban đầu cao hơn. Bình nóng lạnh chạy bằng gas cần thông gió phù hợp để thoát khí đốt. Bình nóng lạnh điện không cần thông gió nhưng tiêu thụ điện đáng kể.

Bộ điều chỉnh áp suất giảm áp suất đầu vào xuống mức an toàn (thường được đặt ở 50-60 psi). Van an toàn áp suất trên bình nóng lạnh mở ra nếu nhiệt độ hoặc áp suất vượt quá giới hạn an toàn — đây là thiết bị an toàn quan trọng. Không bao giờ bịt hoặc cắm van an toàn. Nếu nó đang xả, có điều gì đó không đúng và cần được chẩn đoán, không phải bịt lại.

Các loại van và van khóa cấp nước

Kiểm soát dòng chảy

Hệ thống ống nước sử dụng các loại van khác nhau cho các mục đích khác nhau:

Van bi sử dụng một quả cầu có lỗ xoay 90 độ giữa trạng thái mở và đóng. Chúng là tiêu chuẩn cho van khóa chính — dòng chảy đầy khi mở, kín hoàn toàn khi đóng, và đáng tin cậy sau nhiều năm không sử dụng. Tay gạt cho bạn biết trạng thái ngay lập tức: song song với ống là mở, vuông góc là đóng.

Van cổng sử dụng một nêm trượt lên và xuống. Chúng là tiêu chuẩn cũ cho van khóa chính nhưng có một lỗ hổng nghiêm trọng: chúng có xu hướng bị kẹt ở vị trí mở sau nhiều năm không sử dụng, và nêm có thể bị vỡ và kẹt trong ống. Nếu bạn thấy một tay vặn tròn (như bánh xe xe bò) trên van khóa chính, đó có thể là van cổng.

Van khóa cấp nước (van góc hoặc van thẳng) là các van nhỏ bên dưới bồn rửa và phía sau bồn cầu điều khiển nước đến các thiết bị riêng lẻ. Chúng cho phép bạn tắt một thiết bị mà không cần cắt nước toàn bộ nhà. Van quay một phần tư vòng (thiết kế van bi) đáng tin cậy hơn van nhiều vòng (thiết kế nén).

Van một chiều cho phép nước chảy theo một hướng. Chúng là các thành phần quan trọng trong các bộ phận ngăn chặn dòng chảy ngược.

Quy định ống nước và ngăn chặn dòng chảy ngược

Các quy tắc giữ cho nước an toàn

Bộ luật ống nước quốc tế (IPC) là bộ luật mẫu được hầu hết các địa phương Mỹ áp dụng (với các sửa đổi địa phương). Nó quản lý kích thước ống, vị trí thiết bị, yêu cầu thông hơi, vật liệu và kiểm tra. Một số khu vực sử dụng Bộ luật ống nước thống nhất (UPC) thay thế. Dù thế nào, công việc ống nước đều cần giấy phép và kiểm tra.

Tại sao cần giấy phép? Vì các sai lầm về ống nước là vô hình. Dây điện kém kéo cầu dao. Ống nước kém làm ô nhiễm nguồn nước uống. Một kết nối chéo giữa nước có thể uống và không thể uống có thể làm bệnh cả một khu phố trước khi ai đó nhận ra nguồn gốc.

Ngăn chặn dòng chảy ngược là một trong những yêu cầu quy định quan trọng nhất. Dòng chảy ngược xảy ra khi áp suất trong hệ thống cấp nước giảm (vỡ đường ống chính, sử dụng nhiều vòi cứu hỏa) và nước bị ô nhiễm bị hút ngược vào nguồn cung cấp sạch. Mọi thiết bị có khả năng kết nối chéo đều cần được bảo vệ.

Khoảng hở không khí là hình thức ngăn chặn dòng chảy ngược đơn giản nhất — khoảng cách vật lý giữa đầu ra của vòi và mép trên của thiết bị. Vòi bếp của bạn ở trên mép bồn rửa. Nếu cống trào ngược vào bồn rửa, nước bẩn không thể chạm đến vòi vì khoảng hở đó. Nhưng một vòi nước sân vườn nhúng trong bể bơi có hóa chất? Không có khoảng hở không khí. Đó là một kết nối chéo, và nó có thể làm ô nhiễm nước nhà bạn — và nhà hàng xóm của bạn.

Bộ phận vùng áp suất giảm (RPZ) và van một chiều kép là các bộ phận ngăn chặn dòng chảy ngược cơ học được sử dụng trên hệ thống tưới, nạp nồi hơi và các ứng dụng thương mại. Chúng được yêu cầu theo quy định bất cứ khi nào tồn tại kết nối chéo trực tiếp.

Ống gas và giấy phép

Gas: Mặt chết người của hệ thống ống nước

Nhiều thợ ống nước cũng làm việc với đường ống khí đốt tự nhiên và propane. Đường gas cung cấp cho bình nóng lạnh, lò sưởi, bếp, máy sấy và lò sưởi. Công việc gas là ống nước — cùng kỹ năng lắp ráp ống, cùng thẩm quyền quy định — nhưng cổ phần cao hơn. Rò rỉ nước gây ra mớ hỗn độn. Rò rỉ gas gây ra vụ nổ.

Ống gas thường là sắt đen (thép) với các đầu nối ren và keo dán ống hoặc băng Teflon được đánh giá cho gas. CSST (ống thép không gỉ gợn sóng) là một lựa chọn linh hoạt lắp đặt nhanh hơn nhưng phải được tiếp đất đúng cách với hệ thống nối đất để ngăn ngừa sự cố do sét.

Phát hiện rò rỉ khí là một kỹ năng quan trọng. Bong bóng xà phòng bôi lên các mối nối sẽ tạo bong bóng nếu khí đang rò rỉ. Máy dò khí điện tử cho kết quả nhanh hơn. Nếu bạn ngửi thấy mùi gas (mùi trứng thối được thêm vào một cách nhân tạo — khí tự nhiên không có mùi), hãy rời khỏi tòa nhà ngay lập tức. Không bật công tắc, sử dụng điện thoại, hoặc làm bất cứ điều gì có thể tạo ra tia lửa.

Giấy phép là bắt buộc cho công việc gas. Không có ngoại lệ. Đường gas phải được kiểm tra áp suất trước khi đưa vào sử dụng — thường ở 15-30 psi với không khí trong một thời gian giữ nhất định. Kiểm tra áp suất thất bại có nghĩa là tồn tại rò rỉ và phải được tìm thấy trước khi đường được kích hoạt.

Từ học việc đến thợ ống nước bậc thầy

Bậc thang nghề nghiệp ống nước

Giống như công việc điện, nghề ống nước theo một con đường học việc có cấu trúc:

Học việc (4-5 năm): Bạn kiếm tiền trong khi học, làm việc dưới sự hướng dẫn của thợ ống nước bậc thợ. Các chương trình học việc thường yêu cầu 8.000-10.000 giờ đào tạo tại chỗ cộng với hướng dẫn trên lớp về quy định, đọc bản vẽ, lắp ráp ống, hệ thống gas và xử lý nước. Mức lương khởi điểm từ $15-22/giờ và tăng hàng năm.

Thợ ống nước bậc thợ: Sau khi hoàn thành học việc và vượt qua kỳ thi bậc thợ, bạn có thể làm việc độc lập. Thợ ống nước bậc thợ kiếm được $25-45/giờ tùy thuộc vào địa điểm, với thợ ống nước có công đoàn thường kiếm nhiều hơn. Bạn có thể chuyên về công việc nhà ở, thương mại hoặc công nghiệp.

Thợ ống nước bậc thầy: Yêu cầu kinh nghiệm bổ sung (thường là thêm 2-4 năm) và vượt qua kỳ thi bậc thầy. Thợ ống nước bậc thầy có thể lấy giấy phép, thiết kế hệ thống ống nước, điều hành doanh nghiệp riêng và giám sát các thợ ống nước khác. Ở nhiều địa phương, chỉ có thợ ống nước bậc thầy mới có thể ký các bản vẽ và giấy phép.

Chuyên môn hóa và tương lai

Vượt ra ngoài nhà ở

Nghề ống nước không chỉ là sửa vòi nước bị rò rỉ. Nghề có các chuyên môn sâu:

Ống nước thương mại liên quan đến ống có kích thước lớn hơn, hệ thống phức tạp hơn và thiết bị thể chế. Bệnh viện, trường học và nhà hàng có yêu cầu ống nước vượt xa nhà ở. Công việc thương mại trả nhiều hơn nhưng yêu cầu kiến thức quy định bổ sung.

Hệ thống khí y tế — oxy, nitơ, đường chân không trong bệnh viện — được lắp đặt và bảo trì bởi những thợ ống nước có chứng chỉ chuyên biệt. Đây là công việc ngách, kỹ năng cao, thu nhập cao.

Hệ thống phun nước chữa cháy (lắp đặt vòi phun) là một nghề liên quan. Thợ lắp vòi phun thiết kế và lắp đặt các hệ thống chữa cháy trong các tòa nhà thương mại và nhà ở.

Dịch vụ và sửa chữa là nguồn thu nhập chính của nhiều doanh nghiệp ống nước. Các cuộc gọi khẩn cấp — ống vỡ lúc 2 giờ sáng, cống tắc nghẽn, không có nước nóng — được trả với giá cao. Một thợ dịch vụ có kỹ năng chẩn đoán và quan hệ khách hàng tốt có thể kiếm được cao hơn mức bậc thợ nhiều.

Xử lý nước và kiểm tra dòng chảy ngược là một ngách đang phát triển. Người kiểm tra dòng chảy ngược được chứng nhận kiểm tra và bảo trì các thiết bị ngăn chặn dòng chảy ngược — được yêu cầu hàng năm bởi nhiều đô thị.

Cục Thống kê Lao động dự báo tăng trưởng việc làm mạnh cho thợ ống nước đến những năm 2030. Cơ sở hạ tầng lão hóa có nghĩa là nhiều công việc sửa chữa và thay thế hơn. Xây dựng mới có nghĩa là lắp đặt mới. Và mọi tòa nhà, ở khắp mọi nơi, đều cần ống nước.