Loe raamatut: «Санитарно-технические работы»
Допущено
Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы профессионально-технического образования по специальности «Санитарно-технические работы» (квалификация «Монтажник санитарно-технических систем и оборудования»)
Первое издание вышло в 2008 г.
Для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы профессионально-технического образования, и рабочих-строителей.
Рецензенты: методическая комиссия преподавателей и мастеров производственного обучения Минского государственного профессионально-технического училища № 23 монтажных и специальных строительных работ (В.П. Иванов); старший преподаватель кафедры «Водоснабжение и водоотведение» Белорусского национального технического университета О.А. Аврутин
Предисловие
Учебное пособие написано в соответствии с учебной программой по единичной квалификации «Монтажник санитарно-технических систем и оборудования» и предназначено для учащихся профессионально-технических учебных заведений.
В пособии рассматриваются традиционные и современные методы выполнения санитарно-технических работ с учетом требований нормативно-правовых актов (СНБ, СТБ, СНиП).
Книга состоит из двенадцати глав. В первой главе рассмотрены конструктивные и архитектурные элементы зданий, приведены понятия «модуль», «унификация», «типизация». Во второй главе приведена информация по организации и технологии заготовительных и монтажных работ. Третья глава посвящена вопросам соединения металлических и неметаллических труб. Четвертая глава содержит материал об арматуре, применяемой в санитарно-технических работах, и способах подготовки ее к работе. В пятой главе представлены основные сведения о теплоснабжении, тепловых сетях и теплоизоляции трубопроводов. Шестая и седьмая главы посвящены устройству и монтажу систем парового, водяного, воздушного и панельного отопления. Восьмая и девятая главы содержат информацию об устройстве и монтаже систем водоснабжения и канализации. В десятой главе рассказывается о газоснабжении зданий, прокладке сетей и установке соответствующих приборов. Одиннадцатая глава рассматривает способы устранения неисправностей, встречающихся при эксплуатации санитарно-технических систем и оборудования. В двенадцатой главе раскрываются вопросы, касающиеся современных технологий монтажа оборудования, материалов и инструментов.
Задача пособия – дать учащимся, рабочим-сантехникам необходимые знания о производстве санитарно-технических работ как при прокладке новых коммуникаций, так и при ремонтных работах. Отличительной особенностью данного пособия является то, что в нем впервые комплексно рассматриваются вопросы устройства и монтажа санитарно-технических систем и приборов, устранения неполадок, наиболее часто встречающихся при эксплуатации, а также приведена информация о новинках в области санитарно-технических работ.
Введение
В современном строительстве зданий различного назначения предусматривается устройство в них систем центрального отопления, холодного и горячего водоснабжения, канализации, водостоков, газоснабжения, вентиляции, а в отдельных случаях – кондиционирования воздуха.
Система центрального отопления обеспечивает поддержание требуемых температур воздуха в помещении и повышает уровень комфорта. Источником теплоснабжения, как правило, служат квартальные котельные или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), имеющие более высокий коэффициент полезного действия по сравнению с мелкими разрозненными отопительными котельными. Современная программа теплосбережения предполагает применение мини-котельных для многоквартирных зданий, что делает систему отопления и горячего водоснабжения более рациональной, экономичной.
Системы водопровода снабжают здания водой различного назначения – для хозяйственно-бытовых и противопожарных целей, а также для удовлетворения производственно-технологических нужд. Системами холодного водоснабжения подается вода питьевого качества, предварительно подвергнутая физической и химической очистке. Системы горячего водоснабжения обеспечивают подачу воды в жилые, общественные и производственные здания для хозяйственно-бытовых нужд.
С помощью систем канализации из жилых, общественных и промышленных зданий удаляют сточные воды; предусматривается также местная очистка промышленных сточных вод перед сбросом их в канализационную сеть. Сточные воды из систем канализации перед сбросом их в водоемы подвергают обработке в очистных сооружениях, что предотвращает загрязнение почвы и водоемов.
Системы внутренних водостоков в зданиях обеспечивают организованное удаление дождевых и талых вод с кровель зданий.
Газоснабжение городов, населенных пунктов и промышленных предприятий имеет большое народно-хозяйственное значение. Газ как топливо имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива: большую теплотворную способность, высокий коэффициент полезного действия установок, работающих на газообразном топливе, легкость транспортирования к местам потребления, удобство хранения и др.
Глава 1
Сведения о конструктивных элементах зданий и производстве строительных работ
1.1. Классификация зданий и сооружений
Зданием называется строение, предназначенное для проживания и деятельности человека. К зданиям относятся жилые дома, школы, кинотеатры, магазины, детские сады, производственные цеха, театры, больницы и др.
Здания классифицируют по различным признакам.
По назначению здания бывают жилые (общежития, гостиницы, жилые дома и т. д.), общественные и производственные.
По этажности здания могут быть одноэтажные и многоэтажные. Одноэтажными в основном строятся промышленные и сельскохозяйственные здания, многоэтажными – гражданские. При этом здания в 3 этажа считаются малоэтажными, в 4–5 этажей – средней этажности, 6–9 этажей – многоэтажными, 10–16 этажей – повышенной этажности, здания более чем 16 этажей – высотными. Этаж образуется из помещений, размещенных на одном горизонтальном уровне.
Различают этажи надземные, мансардные, подвальные, цокольные и технические. У надземных этажей полы помещений располагаются выше планировочной отметки земли. Мансардные этажи (мансарды) полностью или частично образованы поверхностью (поверхностями) наклонной или ломаной крыши. Если пол помещений находится ниже планировочной отметки земли более чем на половину высоты помещения, этаж называется подвальным, если менее чем на половину – цокольным. Технический этаж служит для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций; он может быть расположен в нижней (техническое подполье), верхней (технический чердак) или средней части зданий.
По технологии возведения различают здания полносборные из конструкций и деталей заводского изготовления, неиндустриальные из кирпича и керамического камня.
Долговечность здания определяется временем, в течение которого здание полностью сохраняет прочность и устойчивость, и зависит от долговечности стройматериалов. Можно выделить три степени долговечности здания в зависимости от срока службы, на который они рассчитаны: I — срок службы 100 и более лет; II — от 50 до 100; III — от 20 до 50 лет.
По огнестойкости, т. е. способности материалов и конструкций здания противостоять действию огня без потери эксплуатационных качеств, здания подразделяются на пять групп. К первым трем группам относятся здания, сложенные из камня; к четвертой – оштукатуренные; к пятой – деревянные здания из сгораемых материалов.
По возгораемости строительные материалы и конструкции-разделяются на три группы: несгораемые (кирпич, металл, бетон, железобетон); трудносгораемые (гипс, фибролит, древесина, обработанные антипиреном); сгораемые (все полимерные и органические материалы, не обработанные огнезащитными средствами).
Степень долговечности, огнестойкости и другие эксплуатационные качества определяют капитальность здания. Существует четыре класса капитальности здания: I — жилые дома любой этажности, долговечность и огнестойкость основных конструкций которых не ниже первой группы; II — жилые здания высотой не более 9 этажей, долговечность и огнестойкость основных конструкций которых не ниже второй группы, а также общественные здания (школы, больницы, детские учреждения, административные здания); III — здания высотой не более 5 этажей, долговечность основных конструкций которых не ниже второй и огнестойкость не ниже третьей группы; IV – здания высотой не более 2 этажей, долговечность основных конструкций которых не ниже третьей группы. Указание о классе здания производится в паспорте проекта.
Сооружением называют строения технического (специального) назначения (мосты, каналы, туннели, мачты, эстакады, плотины, шлюзы, силосные башни, транспортные резервуары, бассейны, канатные дороги, газгольдеры, дымовые и вентиляционные трубы). Сооружения подразделяются по функциональному назначению:
♦ транспортные – для различных видов транспорта (мосты, путепроводы, эстакады, причалы, железные и автомобильные дороги);
♦ складские – для хранения сырья, материалов, оборудования, топлива;
♦ водохозяйственные – водозаборные, водоочистные, водопропускные, станции перекачки;
♦ гидротехнические – плотины, дамбы, каналы, шлюзы;
♦ сооружения связи, электропередачи, трубопроводный транспорт для различных видов продуктов;
♦ спортивно-оздоровительные – стадионы, треки, трассы по видам спорта.
Основными требованиями, которым должно соответствовать любое здание или сооружение, являются: функциональные (соответствие своему назначению); технические (защита от воздействия внешней среды, обеспечение достаточной прочности, устойчивости, долговечности и огнестойкости); архитектурные (красивый внешний вид за счет выбора строительных материалов, их качества и гармоничной связи с окружающей средой); экономические (уменьшение затрат труда, материалов и сокращение сроков возведения).
Здания и сооружения в целом и отдельные их элементы испытывают воздействие различных нагрузок и поэтому должны обладать:
♦ прочностью, которая определяется способностью материалов сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы (пластической деформации) при действии внешних нагрузок; прочность зависит не только от самого материала, но и от вида напряженного состояния (растяжение, сжатие, изгиб и др.), от условий эксплуатации (температура, скорость нагружения, длительность и число циклов нагружения, воздействие окружающей среды и т. д.);
♦ устойчивостью, обусловленной свойством конструкций сопротивляться действию сил, способных вывести их из равновесия;
♦ пространственной жесткостью, характеризующейся способностью постройки и ее элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.
Устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сопряжения и расположения конструктивных элементов, их конструктивных схем.
Нагрузки или соответствующие им усилия подразделяются на постоянные (вес строительных конструкций) и временные (от людей, животных, оборудования, снега и др.).
1.2. Основные конструктивные элементы зданий
Все здания состоят из предельного числа взаимосвязанных архитектурно-конструктивных элементов (рис. 1.1).
Фундамент 2 – подземная часть здания, воспринимающая нагрузку от вышележащих конструкций и передающая их на основание 1.
Рис. 1.1. Основные части здания:1 – основание; 2 – фундамент; 3 – стены; 4 – оконный проем; 5 – перегородка; 6 – междуэтажное перекрытие; 7 – пол; 8 – подоконник; 9 – заглушина; 10 – кровельная плита; 11 – вентиляционный канал; 12 – внутренние водостоки; 13 – цоколь; 14 – перила; 15 – лестничный марш; 16 – лестничная площадка
Основание бывает естественным, когда грунт под подошвой фундамента находится в состоянии природного залегания, или искусственным, когда грунт уплотняют или укрепляют. Нижнюю плоскость фундамента, непосредственно соприкасающуюся с основанием, называют подошвой. Расстояние по вертикали от поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента. Она зависит от прочности грунта основания, глубины его промерзания и т. д.
По конструкции фундаменты бывают ленточные 2, которые закладывают под стены; столбчатые – под отдельно стоящие колонны или столбы; монолитные в виде плиты под всей площадью здания; свайные, состоящие из отдельных, погруженных в грунт свай, связанных между собой железобетонным ростверком (плитой, поясом или балкой).
Стены бывают несущими, самонесущими и ненесущими. Несущие стены 3 воспринимают нагрузку от собственного веса и веса других конструкций (перекрытий, крыш, лестниц). Самонесущие стены передают на фундамент не только нагрузку от собственного веса, но и ветровую нагрузку, на такие стены не опираются перекрытия или другие конструкции. Ненесущие стены только ограждают помещения зданий от внешнего пространства и передают нагрузку от собственного его веса в пределах каждого этажа на другие несущие конструкции.
Перекрытия совмещают ограждающие и несущие функции. Междуэтажные перекрытия 6 разделяют в здании смежные по высоте помещения.
Перекрытие над подвалом называется цокольным 13, а над верхним этажом – чердачным.
Перегородки 5 разделяют внутреннее пространство здания в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки в отличие от стен не воспринимают нагрузки.
Крыша – ограждающая и несущая конструкция – защищает здание от атмосферных осадков, от потерь теплоты через покрытие 10. Крыши бывают чердачными и бесчердачными. Последние выполняют функции крыши и потолка. Их называют совмещенными.
Совмещенная крыша состоит из железобетонных несущих элементов – плит или панелей перекрытия, пароизоляции, термоизоляции и рулонного кровельного ковра.
Лестницы располагают в помещениях с капитальными стенами (в лестничных клетках). Часть лестницы между площадками называют лестничным маршем 15.
Оконные проемы 4 устанавливают в наружных стенах, заполняют их оконными блоками.
Дверные проемы служат для входа в здание, перехода из одного помещения в другое или выхода на балкон.
1.3. Архитектурные элементы здания
Для отделки и украшения интерьера (внутреннего пространства здания) и экстерьера (фасада) используют различные виды штукатурок и архитектурные детали (рис. 1.2).
Цоколь 9 может быть отделан цементными или каменными штукатурками. В стенах устраивают ниши 2 прямоугольной, полуциркульной, круглой формы, которые оформляют тягами, пилястрами, колоннами. Внутри ниш часто устанавливают статуи, вазы или картины.
Пилястра 7 – плоский вертикальный выступ на поверхности стены – имеет базу, капитель, иногда каннелюры (продольные желобки). Колонны – вертикальные опоры – обычно круглого сечения с капителью, базой, пьедесталом.
Стены украшают различными карнизами, филенками 10, рустами 4 и лопатками (узкими вертикальными полосами). Карнизы бывают лобовыми, завершающими верх здания, или междуэтажными, отделяющими один этаж от другого. Филенки (рамки) окружают определенное поле стены, потолка, свода. Руст – это кладка или облицовка стены здания рустованными либо выпуклыми камнями. В некоторых случаях отдельные части фасада делают слегка выступающими. Выступы профилируют, образуя раскреповки 18.
Для продления срока службы штукатурки фасадов и защиты ее от атмосферных осадков карнизы устраивают с выносом от поверхности стены не менее чем на 25 см со слезником снизу. Верхние плоскости карнизов и тяг выполняют с уклоном 20 %. Кроме того, все архитектурные детали защищают металлическими покрытиями со свесами и слезниками (капельницами), а детали, выступающие от стены более чем на 50 см, и подоконные сливы независимо от их размеров покрывают оцинкованной кровельной сталью со свесом над деталью не менее 3 см.
Рис. 1.2. Архитектурные элементы здания:1 – рустованная лопатка; 2 – ниша; 3 – статуя; 4 – русты; 5 – лестница; 6 – двери; 7 – пилястра; 8 – окно; 9 – цоколь; 10 – филенки; 11 – лобовой карниз; 12 – балюстрада; 13 – акротеры (вазы); 14 – аттик; 15 – поле фронтона; 16 – фронтон; 17 – аркада; 18 – раскреповки
Рис. 1.3. Балкон (а), эркер (б) и лоджия (в):1 – ограждение балкона; 2 – стена эркера; 3 – поперечные стены здания
Окна 8 и двери 6 также могут служить украшением фасада. По форме они бывают прямоугольными, полуциркульными, круглыми, овальными. Оформляют их наличниками, карнизами, контрналичниками, сандриками. Под окнами делают пьедесталы, балюстрады 12. Полуциркульные двери и окна часто располагают рядом, образуя арку. Аркада 17 – это ряд повторяющихся одинаковых проемов, перекрытых арками.
Нижние наружные откосы оконных проемов выполняют из цементного раствора с железнением и затем покрывают кровельной оцинкованной сталью с уклоном от окон.
Стены часто завершают парапетами и аттиками 14. Парапет – стенка высотой 70 – 100 см, проходящая по краю крыши. Верхнюю часть парапета отделывают цементным раствором, железнят и покрывают оцинкованной сталью или облицовывают парапетными камнями.
Балкон – огражденная площадка на фасаде стены (рис. 1.3, а).
Эркер – выступающая часть здания из плоскости наружных стен; эркеры бывают консольными, начинающимися с уровня второго этажа, или пристроенными к зданию, т. е. опертыми на фундамент (рис. 1.3, б).
Лоджия – открытая (с одной стороны) часть помещения на фасаде здания (рис. 1.3, е). Балконы, эркеры, лоджии не только придают архитектурную выразительность зданию, но и создают дополнительные удобства для проживающих.
Рис. 1.4. Деформационные швы: а – сопряженные «в четверть»; б – сопряженные «в шпунт»; 7 – пакля; 2 – толь
Деформационные швы – это заполненные эластичным материалом вертикальные зазоры, расчленяющие стену. Смежные участки стен (в местах примыкания) сопрягаются «в шпунт» или «в четверть». Такие швы бывают температурными, разрезающими стену от цоколя до карниза, и осадочными, начинающимися от подошвы фундамента и заканчивающимися в карнизе. Деформационные швы предохраняют конструкции стен от появления трещин при перепаде температур и неравномерной осадке зданий (рис. 1.4).
1.4. Понятие о модуле, типизации, унификации
Основным направлением развития строительства является индустриализация, т. е. превращение строительного производства в механизированный поточный процесс сборки и монтажа зданий из крупноразмерных конструкций, их элементов и блоков, имеющих максимальную готовность. Конструкции, изготовленные на специальных заводах, называют сборными. Применение сборных конструкций на основе промышленной технологии монтажа позволяет уменьшить затраты труда, расход материалов, повысить качество строительства, сократить его сроки и снизить стоимость. Важнейшими признаками индустриализации строительства являются комплексная механизация и автоматизация строительно-монтажных работ, максимальная сборность конструкций и массовость их производства на заводах сборных железобетонных изделий, домостроительных комбинатов, заводах металлических конструкций.
Преимущество индустриальных методов массового строительства заключается в применении сборных типовых деталей и конструкций.
Типизацией называют отбор лучших с технической и экономической точек зрения вариантов отдельных конструкций и зданий для многократного воспроизведения их в массовом строительстве.
Количество типов и размеров сборных деталей и конструкций для зданий должно быть ограничено, так как изготовлять большое количество одинаковых изделий и вести их монтаж экономически выгодно и проще.
Типизация сопровождается унификацией, которая предполагает приведение многообразных видов типовых деталей к небольшому числу определенных типов, единообразных по форме и размерам. Унификация конструкций не только упрощает технологию заводского изготовления и снижает стоимость конструкций, но и дает возможность с учетом конкретных условий применять различные конструктивные решения без изменения основных размеров типового здания или применять одни и те же сборные конструкции в зданиях различного назначения. Примером такой замены может служить использование отдельных конструкций жилых домов для строительства школ, детских садов и др.
Внедрение унификации и типизации в проектирование и промышленное изготовление строительных конструкций предполагает тесную увязку объемно-планировочных размеров с размерами конструктивных деталей. Такая увязка размеров обеспечивается применением Единой модульной системы (ЕМС) на базе основного модуля (лат. modulus – мера). В качестве модуля принимают меру длины или размер одного из элементов здания. За основной модуль (М) принимают величину 100 мм. Все объемно-планировочные размеры и размеры конструктивных элементов должны быть кратны этому модулю.
Исходя из основного модуля, устанавливаются производные модули (укрупненные и дробные). Например, при больших размерах помещений (ширине и длине элементов, шаге, пролете помещения и т. п.) используют укрупненные модули 60М, 30М и т. п. При небольших размерах (толщине элементов, ширине монтажного зазора) применяют соответственно дробные модули 1/2М (50 мм), 1/5 М (20 мм) и т. д.
Модуль, установленный для основных параметров плана, принимают за планировочный. Линии, определяющие во взаимоперпендикулярных направлениях расположение (привязку) основных несущих и ограждающих конструкций и членение плана здания на основные элементы, называются модульными разбивочными осями. Привязка в этом случае определяется расстоянием от модульной разбивочной оси до грани или до геометрической оси элемента. Например, в зданиях с несущими стенами модульные разбивочные оси проходят по центру внутренних стен (привязка равна половине толщины стены), а в наружных стенах смещаются от внутренней грани стены на расстояние, кратное М и 1/2М (привязка стены 250, 200, 150 мм), необходимое для опирання конструктивных элементов перекрытий и покрытий. В зданиях с колоннами в средних рядах разбивочные оси проходят по центру колонн. В крайних рядах разбивочные оси могут проходить или по центру колонн (осевая привязка), или по внутренней поверхности стены, по грани конструктивного элемента (нулевая привязка).
В ЕМС установлены следующие категории размеров: номинальные, конструктивные и натурные. Номинальные размеры указывают расстояние между модульными разбивочными осями здания или условные (номинальные) размеры конструкций с учетом монтажных зазоров и швов. Конструктивные размеры – это проектные размеры объемно-планировочных и конструктивных элементов, они отличаются от номинальных на величину нормированных зазоров и швов. Натурные размеры – это фактические размеры изготовленных конструкций или объемно-планировочных элементов.
