管路系統

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由硬和截止构成的複雜系統控制着流體流向建築物的各个部分

管路系統英语:Plumbing),或称管道系统管路,是為不同目的輸送流體的系統。管路系統會使用管道閥門卡具英语piping and plumbing fitting储罐及其它装置来輸送流體。[1]管路系統最常見的用途是输送冷暖气废水饮用水等等,但其還有其他的用途。[2]

在發達國家,管路系統基礎設施對公共卫生环境卫生至關重要。[3][4]另外,值得注意的是,雖然鍋爐工英语Boilermaker管鉗工英语pipefitter的工作會接觸到管道,但他們並不是管工英语plumber,儘管如此,他們也是會負責一些管工的工作。

歷史[编辑]

位於英國森麻實郡巴斯羅馬浴場中,帶有折疊縫的羅馬鉛管。

管路系統起源於古代文明,如希臘、羅馬、波斯、印度和中國的城市——因為他們發展了公共浴池英语public baths,以及需要為更許多的人口提供飲用水處理廢水[5]在公元前2700年,印度河流域文明的城市住區出現了帶有寬法蘭,並利用柏油防止洩漏的標準化土質管道。[6]另一方面,羅馬人使用管道刻文英语lead pipe inscription防止盜竊水。英語中的「plumber」的詞源可以追溯至羅馬帝國[7]拉丁語中的是「plumbum」,而羅馬的屋頂的管道和排水管是用鉛製成的,[8]一些的表面亦會以鉛覆蓋,除此之外,管道系統英语piping和建築浴場是也會用到鉛。[9]

管路系統在古羅馬時期英语Sanitation in ancient Rome達到了它的早期巔峰,在該時期,管路系統出現了擴展的渡槽英语Roman aqueduct系統,和瓦片廢水處理,但是也廣泛地使用鉛管。隨著古羅馬帝國的衰落,水供應和衛生設備的發展在其後1000年間停滯不前,甚或出現倒退。19世紀初前,水供應和衛生設備的發展十分緩慢,隨著19世紀時現代化密集人口的城市的增長,才有有效的進展。在這段時期,與公共衛生有關的當局開始敦促安裝更好的廢物處理系統,以預防或控制流行病的流行。此前,廢物處理系統僅僅是收集廢物,並將其傾倒在地上或河中。最終,單獨的地下水和污水系統取代了開放的污水溝和污水池英语cesspit

今天,大多數大城市都會將固體廢物輸送到污水處理廠,以便在排入水流或其他水體之前分離和部分地淨化水。在飲用水方面,從19世紀末到1960年左右,鍍鋅鐵管在美國很常見。在此之後,在此之後,銅管取代了鍍鋅鐵管。首先是帶有喇叭形配件的軟銅,然後是使用焊接配件的剛性銅管。由於人們越來越意識到鉛中毒的危險,因此在第二次世界大戰後,在飲用水系統中鉛的使用量急劇下降。此時,銅管作為鉛管的更好和更安全的替代品出現。[10]

系統分类[编辑]

一座建築物中的管路系統。

管路系統或其子系統的主要分類有:[11]

水管[编辑]

一个铜制系统,用于散热器供暖系统。

水管是一种管子,通常是塑料的或金属的,[a]带压的处理过的淡水送往建筑物(作为市政供水系統的一部分 ),并在建筑物中输送。

历史[编辑]

旧水管,De Marly机械遗迹,靠近法国凡尔赛

许多世纪以来,是水管的常用材料,因为其延展性使它很容易被塑造英语Metalsmith成所需的形状。铅的摄入会危害健康,但在这件事被充分理解之前,这是与铅相关的健康问题的一个来源,这些问题包括死产婴儿死亡率高。在20世纪早期,铅水管仍被广泛应用,并且许多家庭仍然在使用。此外,铅锡合金焊料被广泛用于焊接铜管英语Copper tubing,但在现代实践中则使用锡锑合金焊料来代替,以消除铅的危害。[12]

尽管罗马人使用铅管很普遍,他们的渡槽英语Roman aqueduct却很少使人中毒。在世界的其它地区,铅管导致中毒的现象很普遍;而罗马的水不同,它含很高,会在管壁形成一层水垢,从而避免了水与铅的直接接触。广泛铅中毒的大量证据往往会导致混乱,尤其是在那些容易从管道取水的人中间。[13]铅曾被用于炊具,以及作为加工食品和饮料的添加剂,例如作为葡萄酒的防腐剂,这是一个不幸的结果。[14]罗马铅管铭文英语Roman lead pipe inscription提供了所有人信息,以防止偷水。

16和17世纪的伦敦及其它地方,使用了木制水管。这种管子的制作方法是,将原木掏空,端部为锥形,并有小孔,以便水流过。[15]管子之间则使用热的动物脂肪来密封。1800年代的蒙特利尔和波士顿经常这样使用,20世纪的美国广泛地使用了木制拼接管道。这些管道代替了瓦楞铁管道或增强混凝土管道,由短木切下的型材制成。由硬木榫锁定的连接环形成了灵活的结构。在二战期间安装了大约100,000英尺这种木制管道,用于公路旁、军队营地、军港、机场和军工厂的排水沟和雨排。

在耐用塑料材料出现之前,铸铁英语Cast iron pipe球墨铸铁管英语Ductile iron pipe长期作为铜的低成本替代。但在过渡到其它金属管时,必须使用特制的绝缘接头,除非是终端配件。这是为了避免由不同金属之间的电化学作用而导致的腐蚀(参见伽凡尼电池)。[16]

通常使用青铜管接头和短管来连接各种材料。[17]

組件[编辑]

不同種類的不鏽鋼管件,常用於連接不同的管道和裝置。

除了长管以外,管路系統中也會使用管道配件,如閥門、彎头、三通和接頭。[18]管道和配件會使用管架英语pipe hanger绑带英语strapping来固定。

取水设备英语Plumbing fixture是使用水的可更換設備,可以連接到建築物的管路系統。它們被認為是「固定裝置」,因為它們是建築物的半永久性部件,通常不是單獨拥有或個別維護的。終端用戶可以看得見取水设备,而取水设备也是為他們設計的。取水设备的例子有:抽水馬桶[19]小便斗坐浴桶蓮蓬頭浴缸、公共设施和廚房盥洗盆飲水喷头英语drinking fountain制冰机、增濕器、空氣清洗器(air washer)、噴泉和洗眼裝置。

密封[编辑]

螺紋管道的接合處會使用生料带管道塗料英语pipe dope密封,許多管道设备則會使用管工腻子英语plumber's putty封在其安裝的表面上。[20]

设备和工具[编辑]

管工正在紧固供气管道上的装置。

管路设备通常藏在墙里,或者位于公共设施空间,而不为公众所见。它包括水表、膨胀水箱、防倒流设备英语Backflow prevention device水过滤器英语Water filter紫外线杀菌英语Ultraviolet germicidal irradiation灯、硬水软化器、水加热英语Water heating器、换热器、仪器仪表和控制系统。

管工要做好工作,需求很多工具。虽然许多简单的管工工作可以只靠几种常用的手持工具来完成,但那些更复杂的工作则需要专门的工具,这些工具是专门设计的,它们能使这些工作变得更加容易。

专用的管工工具包括管扳钳英语Pipe wrench扩口钳英语Flaring pliers、管钳、弯管机、截管器、板牙,以及连接工具,如焊枪和压接工具。并且人们也在不断开发新的工具,来帮助管工更高效地处理问题。例如,管工用摄像机来检查隐蔽的泄露或其它问题,他们将水射流和连着钢缆的高压泵用于非开挖下水管线更换。

問題[编辑]

房屋的管路系統中[註 1]已經證實存在細菌。[21] 幾個世紀以來,人們已經知道社區供水系統可以傳播像傷寒和霍亂這樣的水傳播疾病英语waterborne diseases,但是最近才認識到「伺機性房屋管路系統病原體」;1976年發現的嗜肺軍團菌鳥分枝桿菌英语Mycobacterium avium綠膿桿菌是最常發現的細菌,免疫力低下的人會吸入或攝入這些病菌並可能受感染。[22]這些伺機性病原體可以生長在水龍頭,淋浴頭,熱水器和管壁等地方。有利於其生長的原因是「高表面積與體積比,間歇性停滯,低消毒劑殘留和變暖循環」。高表面積與體積比(比較大的表面積)使得細菌可以形成生物薄膜,保護細菌免受消毒影響。[22]

规范[编辑]

用于把持和拧动管子的管扳钳英语Pipe wrench

英国的专业机构是管道和暖气工程特许协会英语Chartered Institute of Plumbing and Heating Engineering(教育公益组织),但是实际上该行业仍然是几乎不受控制的;[23]并没有一个系统来监控无资质的管工,或那些选择自己进行安装和维护工作的业主的活动,尽管他们操作不当时会产生健康和安全问题;参见世界卫生组织(WHO)和世界管路委员会英语World Plumbing Council(WPC)共同发布的《管路系统与健康》(Health Aspects of Plumbing,HAP)。[24][25]WPC随后向世界卫生组织派出了一名代表,来推进和管路系统与健康相关的各种项目。[26]

在美国,管路系统规范和许可一般都是由州和地方政府控制的。在国家层面,由美国国家环境保护局来指导如何让管材和配件构成无管路系统,以遵循《饮用水安全法英语Safe Drinking Water Act》(SDWA)。[27]

註解[编辑]

  1. ^ 「房屋管路系統」的定義是「建築物內,用於將公用企業交付的水輸送到水龍頭的管道和固定裝置」。

參見[编辑]

參考來源[编辑]

  1. ^ Muscroft, Steve. Plumbing [管路]. 爱思唯尔. 2016-03-14: 3 (英语). 
  2. ^ Blankenbaker, Keith. Modern Plumbing [现代管路]. 古德哈特–威尔科克斯英语Goodheart–Willcox (英语). 
  3. ^ Health Aspects of Plumbing [管路系统与健康]. 
  4. ^ Plumbing: the Arteries of Civilization [管路:文明的动脉], Modern Marvels video series, The History Channel, A+E电视网, 1996 (英语) AAE-42223
  5. ^ Archaeologists Urge Pentagon To Keep Soldiers From Destroying. Herald-Journal. Mar 19, 2003 [December 27, 2013]. 
  6. ^ Teresi, Dick. Lost Discoveries: The Ancient Roots of Modern Science--from the Babylonians to the Maya. New York: Simon & Schuster. 2002: 351–352. ISBN 0-684-83718-8. 
  7. ^ Pulsifer, William H. Notes For a History of Lead, New York University Press, 1888. pp. 132, 158
  8. ^ Middleton, The Remains of Ancient Rome, Vol. 2, A & C Black, 1892
  9. ^ Historical production and uses of lead. ila-lead.org
  10. ^ Public Notice .Lead Contamination Informative City Ok Moscow Water System. Moscow-Pullman Daily News. August 12, 1988 [December 27, 2013]. 
  11. ^ Basic Plumbing System [管道系统基础]. [2016-01-04] (英语). 
  12. ^ Basic Information about Lead in Drinking Water [关于饮用水中铅的基本信息]. 美国国家环境保护局. [2018-08-09] (英语). 
  13. ^ Hansen, Roger. WATER AND WASTEWATER SYSTEMS IN IMPERIAL ROME [罗马帝国的水和废水系统]. Waterhistory.org. [2014-01-22] (英语). 
  14. ^ Grout, James. Lead Poisoning and Rome [铅中毒与罗马]. Encyclopaedia Romana. 2017 (英语). 
  15. ^ Wooden water pipe [木制水管]. 英国广播公司. [2014-01-22] (英语). 
  16. ^ Types of Pipe Material [管材的类型]. Virginia's Community Colleges. [2014-01-22] (英语). 
  17. ^ Worldwide Market for Industrial and Domestic Water Equipment as of 2010 [2010年工业及民用输水设备的全球市场]. 普华永道. 2012-03 [2014-01-28] (英语). 
  18. ^ Miscellaneous Valves [各种各样的阀门]. [2013-12-27]. (原始内容存档于2009-04-26) (英语). 
  19. ^ Basic Plumbing Principles [管路的基本原则]. 独立晚报英语Evening Independent. 1926-11-10 [2013-12-27] (英语). 
  20. ^ Key To Pop-up Drain Is Fresh Plumber's Putty [排水管密封的关键是新管工腻子]. 纽约每日新闻. 2003-01-12 [2013-12-27] (英语). 
  21. ^ Carol Potera. Plumbing Pathogens: A Fixture in Hospitals and Homes. Environ Health Perspectives;. August 2015, 123 (8): A217. PMC 4528999. PMID 26230512. doi:10.1289/ehp.123-A217. 
  22. ^ 22.0 22.1 Joseph O. Falkinham III; Elizabeth D. Hilborn; Matthew J. Arduino; Amy Pruden; Marc A. Edwards. Epidemiology and Ecology of Opportunistic Premises Plumbing Pathogens: Legionella pneumophila, Mycobacterium avium, and Pseudomonas aeruginosa. Environ Health Perspectives;. August 2015, 123 (8). doi:10.1289/ehp.1408692. 
  23. ^ The Chartered Institute of Plumbing and Heating Engineering (CIPHE) [管道和暖气工程特许协会(CIPHE)]. [2014-03-29] (英语). 
  24. ^ World Plumbing Council [世界管路委员会]. [2009-10-11] (英语). 
  25. ^ WHO Health aspects of plumbing [WHO管路系统与健康]. [2009-10-11] (英语). 
  26. ^ World Plumbing Council [世界管路委员会]. [2009-10-11]. (原始内容存档于2009-01-17) (英语). 
  27. ^ Section 1417 of the Safe Drinking Water Act: Prohibition on Use of Lead Pipes, Solder, and Flux [饮用水安全法第1417条:禁止使用含铅的管材、焊料和助焊剂]. [2016-12-20] (英语). 

注释[编辑]

  1. ^ 用来造水管的材料有PVCPPPE球墨铸铁铸铁,早期还用过

延伸閱讀[编辑]

  • Teresi, Dick. Lost Discoveries: The Ancient Roots of Modern Science--from the Babylonians to the Maya. New York: Simon & Schuster. 2002: 351–352. ISBN 0-684-83718-8. 

外部連結[编辑]