معرفی اجمالی لوله کشی آب و تاسیسات ساختمان

مقدمه:

برای لوله کشی آب و تاسیسات ساختمان، انواع مختلفی از لوله قابل استفاده هستند که در این مقاله به اختصار مزایا و معایب آن توضیح داده می شود. لوله‌هایی که در لوله کشی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند  بر اساس جنس و نحوه ساخت خود، خواص مکانیکی متفاوتی را دارا می باشند و بدین ترتیب در  کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. لوله های مورد استفاده در این بخش به ۲ نوع  لوله‌ های فلزی و غیر فلزی تقسیم می شوند.

که به شرح ذیل می باشند:

  • لوله‌ های آهنی و فولادی گالوانیزه: این لوله‌ها که از جنس آهن و فولاد به صورت گالوانیزه بوده که در بخش فاضلاب لوله‌کشی ساختمان استفاده می گردند. بدلیل خوردگی زیاد، عدم انعطاف‌ پذیری و رسوب گیری زیاد استفاده از آن در لوله‌کشی ساختمان بسیار محدود شده است و تقریباً می‌توان گفت که در کمتر موردی از آن استفاده می‌شود.
  • لوله‌ های چدنی: از این نوع لوله که از جنس چدن ساخته می‌شود نیز در قسمت فاضلاب لوله کشی ساختمان استفاده می‌شود. با توجه به اجرای کند کار به علت زمانبر بودن فرآیند اتصالات آن ها، استفاده از لوله‌ های چدنی و گالوانیزه در لوله کشی ساختمان محدود شده است.
  • لوله‌ های پلی پروپیلن (لوله سبز): لوله‌هایی پلیمری PP مزایای زیادی نسبت به لوله‌ های نسل قدیم دارند. وزن کم، اجرای سریع، خوردگی پایین، رسوب گیری کم دلایلی است که مشتریان زیادی را برای استفاده از این نوع لوله ترغیب نموده است. معایبی مانند عدم توانایی در تحمل فشار های بالا و تغییر شکل زیاد در سرد و گرم شدن دما نیز استفاده از این نوع لوله را نیز جز در کابرد های مشخص، محدود کرده است.
  • لوله های ۵ لایه: با ترکیب بسیار عالی از دو جنس فلز و پلیمر به صورت لایه لایه ترکیب آنها سبب می‌شود که در این نوع لوله مزایای مکانیکی هر دو نوع وجود داشته و از بروز معایب آن جلوگیری شود. که از این بین می‌توان به مقاومت بالا، انعطاف پذیری مناسب، نصب سریع، رسوب گزاری و خوردگی کم اشاره نمود. همین امر سبب شده امروزه استفاده از این نوع لوله در تاسیسات و لوله کشی ساختمان بسیار مرسوم گردد.

انواع لوله کشی ساختمان

 

۱- لوله های فلزی

در اواخر قرن نوزدهم ، در کشور های صنعتی جهان ، سیستم لوله کشی  ساختمان ها  با لوله های فلزی آغاز گردید. این نوع از لوله ها جهت آب آشامیدنی، اجرای تاسیسات گرمایشی و سرمایشی مورد استفاده قرار گرفتند. کاربرد این لوله ها در تاسیساتی همچون شوفاز ساختمان همچنان پا برجاست.

نمونه ای از لوله کشی فلزی

  • لوله های فلزی با کاربرد های فوق دارای مزایای ذیل می باشند

مقاومت مکانیکی بالا

تحمل دمای بالا

ضریب انبساط طولی کم

نفوذ ناپذیری صد در صد در برابر نور اکسیژن

مقاومت در برابر آتش سوزی

  • معایب لوله های فلزی

خوردگی از داخل و خارج

رسوب پذیری

عدم شکل پذیری آسان

ضریب هدایت حرارتی زیاد

افت فشار بالا

وزن زیاد

مشکلات در نصب و اجرا

موارد و مشکلات موجود در لوله های فلزی باعث کاهش عمر مفید این لوله ها و در نتیجه باعث بروز مشکلاتی از جمله پوسیدگی و ترکیدگی لوله های فلزی و یا تغییر در رنگ و طعم آب شده که این عوامل منجر به تعویض زود هنگام تجهیزات تاسیساتی گردیده که هزینه تعویض لوله بسیار بیشتر از هزینه اولیه خواهد بود. بنابراین با روی کار آمدن پلیمرها تمایل بیشتری به استفاده از لوله های پلیمری مورد استفاده در سیستم های آب آشامیدنی و تاسیسات به وجود آمد.

                                                                                                                                                                                                                  لوله فلزی آسیب دیده

 

۲- لوله های پلی پروپیلن ( موسوم به لوله های سبز )

با ظهور پلیمر در تکنولوژی صنعتی ، مهندسان پلیمر، پلی پروپیلن را بعنوان ماده اولیه در تولید لوله های پلیمری در زمینه سیستم لوله کشی ساختمان انتخاب کرده اند که مزایا و محدودیت آن پس از طی چند سال مشخص گردید.

  • مزایای لوله های سبز:
  • عدم پوسیدگی از داخل و خارج
  • وزن کم
  • کاهش ضریب هدایت حرارتی پلیمر نسبت به فلز (مواد پلیمری ضریب هدایت حرارتی کمتری نسبت به لوله های فلزی دارند. به همین دلیل، زمانی که در انتقال انرژی از این لوله ها استفاده می شود، انرژی کمتری را هدر می دهد.)
  • کاهش افت فشار نسبت به لوله های فلزی (سطح داخلی لوله های سبز صیقلی بوده و زبری کمتری در مقایسه با لوله های فلزی دارند. به همین دلیل اصطحکاک کمتر شده و در نتیجه افت فشار نیز کمتر خواهد شد.)
  • رسوب ناپذیری نسبی (به دلیل کمتر بودن زبری سطح داخلی این نوع لوله ها رسوب تشکیل شده توسط جریان آب در این لوله ها، کمتر از لوله های فلزی است)
  • نصب سریع و آسان
  • اقتصادی بودن نسبی

کاربرد لوله PP در صنعت ساختمان

این مزایا باعث شد تا لوله های سبز از جنس پلی پروپیلن در صنعت ساختمان به منظور لوله کشی آب و ساختمان جایگزین لوله های فلزی گردد.

  • محدودیت های لوله های سبز
  • میزان تحمل دمای کم (قدرت تحمل حرارت مداوم ۶۵ درجه سانتی گراد با فشار ۲۰ بار طبق مقررات ملی ساختمان، برای لوله کشی سیستم های گرمایشی در دمای ۹۰ درجه سانتیگراد به دلیل ساختار پلیمری این نوع استفاده نمی شود.)
  • عدم شکل پذیری (به دلیل ساختمان مولکولی خاصی که لوله های پلی پروپیلن دارند، نیرویی که جهت تغییر شکل به آن ها وارد می شود، در لوله بصورت تنش ذخیره شده و با افزایش ناگهانی فشار، احتمال ترکیدگی وجود دارد.)
  • امکان تخریب شدن پلیمر در معرض نور مستقیم، حتی در صورت تولید استاندارد
  • ضریب انبساط طولی زیاد
  • امکان عبور نور و مشکلات بهداشتی
  • نفوذ اکسیژن ( برخلاف فلزات که دارای ساختمانی فشرده و غیر قابل نفوذ در مقابل گازها هستند، مواد پلیمری مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی بوتیلن و PEX تک لایه، مقاومت سدی خوبی در برابر اکسیژن ندارند)

این معایب منجر به عدم استفاده از لوله های پلی پروپیلنی در کاربرد تاسیسات گرمایشی ساختمان ها گردیده است و لذا نسل جدید لوله های پلیمری به صورت تلفیق با آلومینیوم به بازار عرضه گردید.

۳- لوله های ۵ لایه

با توجه به هزینه های بسیار زیاد ساختمان های امروزی ، برنامه ریزی برای افزایش طول عمر ساختمان ها امری ضروری به نظر می رسد. یکی از مهم ترین عوامل جهت افزایش طول عمر ساختمان ، سیستم تاسیسات و لوله کشی آن است.

همزمان با پیشرفت های اخیر و کاربرد تکنولوژی های جدید در صنعت ساختمان ، لوله های بکار رفته در ساختمان نیز دچار تغییر شگرف شده است. این تحول با منجر به تولید لوله های تلفیقی پنج لایه PERT-AL-PERT و PEX-AL-PEX با طول عمر بیش از ۵۰ سال شده است.

نمونه از کاربرد گرمایش از کف

لوله های پنج لایه تلفیقی از فلز و پلیمر می باشد که علاوه بر برخورداری از مزایای فلز و پلیمر، فاقد معایب آنها می باشد. لوله های پنج لایه از نوع لوله های تلفیقی هستند که از ترکیب دو لایه پلی اتیلن به نام  PERTیا PEX و یک لایه فلز و دو لایه چسب مخصوص تشکیل گردیده است.

لایه های تشکیل دهنده لوله ۵ لایه

 در این لوله ها، لایه های داخل و خارج لوله های تولیدی از مواد اولیه PEX یا PERT تشکیل شده است که در مقابل حرارت های بالا مقاوم می باشد. لایه وسط از جنس فلز آلومینیم مخصوص می باشد که به روش Over Lap و در تمامی طول لوله توسط دستگاه جوش آلتراسونیک جوشکاری شده است. در نتیجه علاوه بر جلوگیری از عبور نور و اکسیژن به داخل لوله، مانع اکسیده شدن قطعات فلزی تأسیسات می گردد. به منظور تلفیق لایه های داخل و خارج  که از جنس پلیمر است به فلز آلومینیم، از دو لایه چسب مخصوص استفاده شده که باعث یکپارچگی و استحکام لوله های تولیدی گردیده است.

لایه های تشکیل دهنده:

اجزای تشکیل دهنده لوله های ۵ لایه

۱- لایه آلومینیومی: (لایه میانی)

لوله های پلیمری مانند پلی اتیلن ،پلی پروپیلن ، پلی بوتیلن شبکه ای شده، دارای مزایایی نسبت به لوله های فلزی می باشند اما دارای محدودیت های ذیل هستند:

۱- ضریب انبساط طولی زیاد : به طور کلی ضریب انبساط طولی موادپلیمری دارای ۵-۸ برابر بیشتر از ضریب مذکور برای انواع فلزات می باشد. وقتی که آب گرم داخل لوله های پلیمری جریان یابد، طول لوله ها افزایش یافته و در صورت بسته بودن سیستم لوله کشی، تنش های حرارتی ایجاد شده و طول عمر لوله را کاهش خواهد داد.

۲- نفوذ اکسیژن: نفوذ اکسیژن  به داخل لوله به خصوص در سیستم های حرارتی از قبیل رادیاتور، تخریب اجزای فلزی را به شدت افزایش می دهد.

استفاده از لایه آلومینیوم در لوله های ۵ لایه باعث حل دو مشکل فوق شده است.

لایه آلومینیومی نیز به عنوان لایه میانی در سراسر طول لوله با استفاده از تکنولوژی پیشرفته جوش ultrasonic از یک سو مانع از نفوذ اکسیژن گردیده و از طرف دیگر با حفظ حالت لوله در زمان خمش نیاز به مصرف اتصالات گوناگون را در حجم زیاد را کاهش می دهد.

۲- لایه پلیمری (خارجی و داخلی)

انتخاب ماده تشکیل دهنده لایه های خارجی و داخلی لوله پنج لایه به نوع کاربردشان بستگی دارد. بستگی کاربرد این لایه ها را می توان از جنس پلی پروپیلن گونه PP-R، پلی اتیلن، پلی اتیلن شبکه ای شده (PEX) یا پلی اتیلن مقاوم نسبی در برابر گرما(PE-RT) انتخاب نمود . پلی اتیلن مشبک یا PEX نخستین پلیمری است که در تولید لوله پنچ لایه مورد استفاده قرار گرفت که در واقع پلی اتیلنی می باشد که ساختار مولکولی طولی آن، با استفاده از روش های شیمیایی یا توسط تشعشع به ساختار شبکه ای تبدیل شده و در نتیجه پلیمر توانایی تحمل حرارت و فشاری بیشتری را داشته باشد.

  • در این لوله ها مایعات و سیالات بدلیل عبور از درون لایه PERT یا PEX نه تنها کلیه خواص و ویژگیهای خود را حفظ می نماید بلکه بدلیل ساختار صیقلی و صاف مواد لایه داخلی هیچگونه رسوب و خوردگی داخل لوله بر جای نخواهد ماند.
  • لایه PERT یا PEX بیرونی نیز هر گونه فشار خورندگی و ضربات احتمالی را به هنگام نصب و بعد از آن در طول زمان تحمل و دفع می نماید.

۳- لایه چسب

همان طور که قبلا اشاره شد بین لایه آلومینیومی و لایه های داخلی و خارجی پلیمر از دو لایه چسب استفاده شده است. قابل توجه است که چسبندگی پلیمر به آلومینیوم بسیار ضعیف  بوده و استفاده از چسب الزامی است.

چسب مورد استفاده بایستی دارای خواص زیر باشد:

  • استحکام چسبندگی بالا به سطح آلومینیوم و پلیمر
  • مقاومت حرارتی بالا به صورتیکه تا دمای ۱۱۰ درجه ساتی گراد در زمان طولانی مقاوم باشد
  • قابلیت فرایند در خط تولید لوله

 

مزایای لوله پنج لایه

  • در تحمل حرارتی بالا حتی به طور مداوم هیچ مشکلی ندارد.
  • بدلیل جوش آلولمینیومی طولی که در ساختار این نوع از لوله ها دارند می تواند بالاترین میزان فشار را تحمل کند.
  • دارای ضریب اطمینان کم و تقریبا معادل لوله های مسی است
  • درمقابل نفوذ اکسیژن دارای مقاومت بسیار بالا در حد۱۰۰ درصد مقاوم است.
  • ضریب انتقال حرارت آن در حد ایده آل است.
  • ضریب اطمینان اتصالات این نوع از لوله ها بسیار بالابوده و با ویژگی های لوله هماهنگی لازم را دارد.
  • به راحتی خم شده، شکل می گیرد و حالت فنری ندارد.
  • به دلیل سبکی حمل ونقل آن راحت و ارزان است.
  • در نصب توکار مطمئن ودر لوله کشی روکار زیبا است.

مقایسه لوله پنج لایه و تک لایه از لحاظ نفوذ اکسیژن

کاربرد لوله های پنج لایه

  • در کلیه سیستم های بهداشتی آب سرد و گرم
  • سیستم تهویه مطبوع
  • سیستم های گرمایشی وحتی سیستم گرمایشی کف
  • حتی صنایع پزشکی مانند انتقال گازهای پزشکی و سیستم های دیالیز

شمای کلی از کاربرد لوله های پنج لایه در ساختمان

در مقاله بعدی به شکل تخصصی به وجه تمایز لوله های PEX و PERT پرداخته می شود.

فاطمه نوشی

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *