摘 要：在建筑給排水施工中，閥門安裝工藝的優(yōu)化對(duì)于確保系統(tǒng)的可靠性、安全性以及后續(xù)運(yùn)維的便捷性至關(guān)重要。本研究針對(duì)現(xiàn)行閥門安裝工藝中存在的問題，通過對(duì)安裝流程、工具使用以及操作規(guī)程的深入分析，提出了一系列優(yōu)化措施，旨在為建筑給排水施工中的閥門安裝提供科學(xué)、高效的工藝指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：閥門安裝；給排水施工；工藝優(yōu)化；安裝效率；漏水預(yù)防文章編號(hào)：2095-4085（2024）06-0028-03

0 引言

在建筑給排水系統(tǒng)中，閥門扮演著調(diào)節(jié)流量、切斷供水和保障系統(tǒng)安全的重要角色。閥門安裝的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)給排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性。然而，當(dāng)前的閥門安裝工藝存在一定的局限性，如工期延長(zhǎng)、成本增加以及安裝質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，這些問題的存在嚴(yán)重影響了建筑工程的整體質(zhì)量和效率。因此，本研究旨在通過系統(tǒng)分析現(xiàn)有工藝，找出提升閥門安裝效率和質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，并提出切實(shí)可行的優(yōu)化方案。

1 閥門在建筑給排水系統(tǒng)中的作用

閥門在建筑給排水系統(tǒng)中的作用是多方面的，涉及到系統(tǒng)的安全、可靠性和效率。在確保系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)，閥門還能夠提供必要的保護(hù)措施。

1.1 截?cái)嗯c調(diào)節(jié)功能

截止閥和閘閥通常用于流體的截?cái)?，它們能夠提供良好的密封性能，適用于廣泛的壓力和溫度范圍。調(diào)節(jié)閥和蝶閥則在調(diào)節(jié)流量和壓力方面發(fā)揮作用，特別是在需要精細(xì)控制流體動(dòng)態(tài)的場(chǎng)合。例如，調(diào)節(jié)閥可以通過改變閥芯的位置來調(diào)整通過閥門的介質(zhì)流量，進(jìn)而控制管道系統(tǒng)中的流速和壓力。

1.2 防止回流與安全保護(hù)

止回閥的設(shè)計(jì)使其能夠防止系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的反向流動(dòng)，這對(duì)于防止水錘現(xiàn)象和保護(hù)泵類設(shè)備尤為重要。安全閥和泄壓閥則在系統(tǒng)超壓時(shí)自動(dòng)打開，釋放多余壓力，保護(hù)管道和設(shè)備不受損害。

1.3 分流與溢流

分流閥和溢流閥在多路系統(tǒng)中分配或限制流體流向，確保系統(tǒng)按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行。它們可以根據(jù)需要將流體引導(dǎo)至不同的管線，或在達(dá)到一定壓力時(shí)將流體排放，以避免系統(tǒng)過載。

2 現(xiàn)行閥門安裝工藝分析

2.1 開箱檢查

在閥門安裝的初始階段，開箱檢查是確保閥門完整性與合規(guī)性的關(guān)鍵步驟。根據(jù)《建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50242—2002），閥門在出廠時(shí)應(yīng)附有產(chǎn)品合格證、使用說明書及相關(guān)的檢驗(yàn)報(bào)告。開箱后，施工人員需對(duì)照這些文件，檢查閥門型號(hào)、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)檢查閥門是否有運(yùn)輸過程中造成的損傷或缺陷。

2.2 定位

閥門的定位需遵循《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268—2008）的規(guī)定，確保閥門位置準(zhǔn)確，以便與管道系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接。定位的準(zhǔn)確性直接影響管道系統(tǒng)的流體動(dòng)力學(xué)特性和后期運(yùn)維的便捷性。施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)條件應(yīng)進(jìn)行充分的核對(duì)，以避免因定位錯(cuò)誤導(dǎo)致的返工或功能不全現(xiàn)象。

2.3 管道預(yù)制

管道預(yù)制是提高安裝效率的重要環(huán)節(jié)，涉及管道的切割、彎曲和預(yù)制接頭的制作。施工組織需嚴(yán)格控制預(yù)制過程，確保預(yù)制件的尺寸精度和質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)制環(huán)節(jié)的優(yōu)化可通過采用現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，如數(shù)控切割機(jī)和自動(dòng)焊接機(jī)器人，以提高預(yù)制件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2.4 閥門安裝

閥門安裝是連接管道系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟，要求施工人員具備專業(yè)技能，并遵守《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》（GB 50235—2010）中的操作規(guī)程。安裝過程中，閥門與管道的連接方式（如法蘭連接、 螺紋連接或焊接）應(yīng)根據(jù)管道材質(zhì)、工作壓力和介質(zhì)特性來確定。文婷姜的研究指出［1］，采用鐵管道時(shí)，柔性橡膠圈和螺栓連接是常見的安裝方式，該方式便于安裝且具有一定的柔性，有利于吸收管道熱脹冷縮的影響。

2.5 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試環(huán)節(jié)是驗(yàn)證閥門安裝質(zhì)量的最后一步。根據(jù)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50242—2002）的要求，安裝完成的閥門必須進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，應(yīng)模擬實(shí)際工作條件，對(duì)閥門及其連接部位進(jìn)行壓力測(cè)試，以確保其在規(guī)定的壓力下無(wú)泄漏，保證系統(tǒng)的密封性和可靠性。

3 工藝技術(shù)優(yōu)化措施

3.1 閥門選擇與匹配技術(shù)

閥門選擇與匹配技術(shù)的優(yōu)化方面，重點(diǎn)關(guān)注的是如何確保閥門能夠在給排水系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其功能，同時(shí)最大程度地減少系統(tǒng)的能耗和提高系統(tǒng)的可靠性。閥門選擇的優(yōu)化不僅涉及到對(duì)閥門本身性能的精準(zhǔn)評(píng)估，還包括對(duì)其在系統(tǒng)中的作用進(jìn)行全面考量，以及對(duì)系統(tǒng)工況的深入理解。

在選擇閥門時(shí)，必須對(duì)閥門的流量特性、壓力損失、開閉速度、以及與管道連接形式等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考量。例如，對(duì)于流量調(diào)節(jié)閥，其流量特性曲線應(yīng)與系統(tǒng)的流量需求相匹配，以實(shí)現(xiàn)精確控制。恰當(dāng)?shù)牧髁刻匦郧€可以減少能耗，延長(zhǎng)閥門壽命，同時(shí)保證給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

在防止介質(zhì)倒流方面，選擇合適的止回閥至關(guān)重要。止回閥的選型應(yīng)基于介質(zhì)的性質(zhì)、流速、壓力等參數(shù)。例如，對(duì)于可能發(fā)生水錘現(xiàn)象的系統(tǒng)，應(yīng)選擇具有快速關(guān)閉特性的止回閥，以減少水錘對(duì)管道系統(tǒng)的沖擊。

根據(jù)《建筑給水排水與節(jié)水通用規(guī)范》（GB 55020—2021），閥門選型必須滿足系統(tǒng)的工作條件，并建議通過專業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行模擬。使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）等模擬軟件，可以在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)閥門在實(shí)際工作狀態(tài)下的性能，從而優(yōu)化閥門的選型和匹配。綜合考慮閥門的材料、結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)于特定的應(yīng)用場(chǎng)景，如飲用水系統(tǒng)，閥門的材料應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，避免二次污染。例如，對(duì)于直接與飲用水接觸的閥門，不銹鋼或銅合金等材料是首選，因?yàn)榇朔N材料能夠抵抗腐蝕并維持水質(zhì)。

3.2 BFQ閥門安裝方向和位置優(yōu)化

在建筑工程中，閥門安裝方向和位置的優(yōu)化對(duì)于確保給排水系統(tǒng)的高效運(yùn)行和維護(hù)至關(guān)重要。閥門的正確安裝方向可以保證其正常工作，避免因安裝不當(dāng)導(dǎo)致的性能降低或損壞，而合理的安裝位置則便于系統(tǒng)的操作、檢修和維護(hù)。閥門的安裝方向通常由制造商根據(jù)閥門的設(shè)計(jì)和工作原理來指定。例如，止回閥必須安裝在確保介質(zhì)單向流動(dòng)的方向上，否則無(wú)法發(fā)揮其防止介質(zhì)倒流的作用。根據(jù)《給水排水管道工程施工與驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50242—2002），止回閥的安裝方向應(yīng)使閥瓣自重能夠關(guān)閉閥門，防止介質(zhì)逆流。對(duì)于一些特定類型的閥門，如蝶閥，其安裝方向可能較為靈活，但仍需遵循制造商的指導(dǎo)以及流體工程的基本原則。閥門的安裝位置則應(yīng)考慮到系統(tǒng)的整體布局和工作條件。合理的安裝位置可以減少管道系統(tǒng)的壓力損失，提高系統(tǒng)效率。在確定閥門的安裝位置時(shí)，應(yīng)避免在系統(tǒng)的死角或是容易積聚雜質(zhì)的區(qū)域，以免影響閥門的工作或縮短其使用壽命。同時(shí)，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50015—2019），閥門的安裝位置應(yīng)便于操作和維護(hù)，且在必要時(shí)應(yīng)設(shè)置必要的支架或固定裝置，以保證閥門的穩(wěn)定性和操作的安全性［2］。

在實(shí)際工程中，閥門安裝的優(yōu)化還應(yīng)考慮到系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。例如，遠(yuǎn)離系統(tǒng)操作人員常駐位置的閥門可能需要配備遙控操作裝置，以便于遠(yuǎn)程控制，這樣可以減少操作人員的工作強(qiáng)度和提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。同時(shí)止回閥的安裝位置應(yīng)選擇在管道的最低點(diǎn)或最靠近泵的出口處，這樣可以保證介質(zhì)在流動(dòng)時(shí)不會(huì)倒流，同時(shí)也方便維護(hù)和檢修。安裝方向應(yīng)與介質(zhì)流動(dòng)方向一致，以確保止回閥能夠有效地防止倒流。在安裝過程中，需要保證閥門的密封性能，并確保管道的穩(wěn)定性。具體到消防水泵的出水管上的止回閥，宜采用水錘消除止回閥，尤其是當(dāng)消防水泵供水高度超過24m時(shí)，以防止停泵水錘的發(fā)生。水錘現(xiàn)象指的是有壓管道中由于流速的劇烈變化而引起的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象，它可能導(dǎo)致管道的強(qiáng)烈震動(dòng)，甚至損壞閥門和水泵，造成管道接口斷裂或管道爆裂等事故。此外，在安裝止回閥時(shí)，應(yīng)注意介質(zhì)流動(dòng)的方向應(yīng)與閥體所標(biāo)箭頭方向一致。這一要求是基于閥門的設(shè)計(jì)和工作原理，確保閥門能夠在介質(zhì)流動(dòng)時(shí)自動(dòng)開啟，而在停止流動(dòng)或有倒流趨勢(shì)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，從而防止事故的發(fā)生。

3.3 閥門預(yù)裝配與模塊化技術(shù)

閥門預(yù)裝配與模塊化技術(shù)在建筑工程的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工中，體現(xiàn)為將閥門及其相關(guān)管道組件在工廠環(huán)境中預(yù)先組裝成模塊，然后將這些模塊運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速安裝。這種方法不僅提高了施工效率，還有助于提升整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。在預(yù)裝配過程中，閥門及其附件，如法蘭、螺栓、墊片等，會(huì)按照設(shè)計(jì)要求組裝在一起。此過程需按照《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50015—2019）以及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保所有組件的兼容性和質(zhì)量。預(yù)裝配模塊化技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300—2013），要求閥門預(yù)裝配模塊在出廠前進(jìn)行嚴(yán)格的壓力測(cè)試和泄漏測(cè)試，以驗(yàn)證其密封性能。模塊化建筑技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于其高度的標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)性。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心以及中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院的指導(dǎo)，模塊化建筑的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工安裝，能夠有效提升產(chǎn)品和工程質(zhì)量，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。例如，在體積模塊化建造中，整個(gè)房間或房間的部分，包括墻壁、地板和天花板，在工廠環(huán)境中建造完成后，可以整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，這種方法在閥門預(yù)裝配中同樣適用。在給排水系統(tǒng)中，模塊化技術(shù)的應(yīng)用可以減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的復(fù)雜性，縮短工期，并且由于在工廠控制的環(huán)境中完成大部分施工，還可以提高整體施工質(zhì)量。根據(jù)模塊化建筑協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，模塊化建造可以使建筑時(shí)間縮短大約一半。這表明，閥門預(yù)裝配與模塊化技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，不僅能夠提高施工效率，還能降低建筑成本，同時(shí)還有助于提升建筑工程的整體質(zhì)量和性能。

3.4 閥門連接技術(shù)的創(chuàng)新

閥門連接技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化在建筑工程的給排水系統(tǒng)中顯得尤為重要，這直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全性、可靠性以及后期的維護(hù)成本。伴隨著裝配式建筑與建筑工業(yè)化的推進(jìn)，閥門連接技術(shù)也在向著更高效、更可靠的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的閥門連接方式主要包括法蘭連接、螺紋連接、焊接連接等，這些方式在不同程度上存在安裝時(shí)間長(zhǎng)、連接可靠性受現(xiàn)場(chǎng)條件限制等問題。為了解決這些問題，閥門連接技術(shù)的創(chuàng)新主要集中在以下幾個(gè)方面：

3.4.1 快速連接技術(shù)

通過改進(jìn)連接結(jié)構(gòu)，如采用卡箍連接、推進(jìn)式連接等，可以實(shí)現(xiàn)閥門與管道的快速連接與拆卸，大大縮短了安裝時(shí)間，提高施工效率。例如，卡箍連接技術(shù)通過預(yù)裝配的密封圈和卡箍實(shí)現(xiàn)管端的快速固定，這種連接方式不僅加快了安裝速度，而且提高了連接的可靠性。

3.4.2 密封技術(shù)的改進(jìn)

采用新型密封材料和設(shè)計(jì)，如聚四氟乙烯（PTFE）密封圈、橡膠軟密封等，能夠提高閥門在不同工況下的密封性能，減少泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。這些材料具有良好的耐化學(xué)性和耐溫性，能夠適應(yīng)更廣泛的工作條件。

3.4.3 閥門預(yù)裝配與模塊化

在工廠內(nèi)對(duì)閥門及其相關(guān)管件進(jìn)行預(yù)裝配，形成獨(dú)立的模塊單元，現(xiàn)場(chǎng)只需將模塊單元按圖紙要求進(jìn)行連接即可。這種方式不僅提高了安裝精度，而且減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的復(fù)雜性，有助于提高整個(gè)系統(tǒng)的安裝質(zhì)量。

3.4.4 數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造

利用BIM（Building Information Modeling）技術(shù)和3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)閥門連接部件的精確設(shè)計(jì)與制造。這不僅提升了設(shè)計(jì)的靈活性，還確保了制造的精度，減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的需求。

3.5 技術(shù)與材料的綜合應(yīng)用

在建筑給排水工程設(shè)計(jì)與施工中，技術(shù)與材料的綜合應(yīng)用優(yōu)化是通過對(duì)設(shè)計(jì)理念、材料選擇、施工技術(shù)及后期維護(hù)等環(huán)節(jié)的協(xié)同創(chuàng)新，以達(dá)到提升工程性能、延長(zhǎng)使用壽命、降低維護(hù)成本及提高環(huán)境適應(yīng)性的目的。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的精確性、施工的可視化以及運(yùn)營(yíng)的高效性；而新型環(huán)保材料的應(yīng)用，則提升了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性與用戶體驗(yàn)。BIM技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用，不僅僅是三維建模那么簡(jiǎn)單，它通過建立精確的數(shù)字信息模型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維各階段的信息共享與協(xié)同工作。BIM技術(shù)可在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行能量分析、碰撞檢查、成本計(jì)算，施工階段進(jìn)行進(jìn)度跟蹤、現(xiàn)場(chǎng)安全管理，以及在使用階段進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理、維修管理。這種工作方式顯著提高了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的工作效率，減少了因溝通不足而導(dǎo)致的非必要性修改。同時(shí)，新型環(huán)保材料的使用，如高分子復(fù)合材料、耐腐蝕材料等，為給排水系統(tǒng)帶來了更長(zhǎng)的使用壽命和更好的環(huán)境適應(yīng)性。這些材料具有良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)復(fù)雜的地下環(huán)境，減少維護(hù)成本，環(huán)保材料的應(yīng)用已經(jīng)成為改善生活環(huán)境、節(jié)約資源和加強(qiáng)環(huán)保的重要途徑。

4 結(jié)語(yǔ)

閥門安裝工藝的優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)建筑工程質(zhì)量與效率提升的重要環(huán)節(jié)，涉及材料選擇、連接方式、施工技術(shù)等多個(gè)方面，其重要性在于確保給排水系統(tǒng)的可靠性與安全性。在材料選擇方面，應(yīng)采用耐腐蝕、耐高低溫、強(qiáng)度高的新型合金材料或高分子復(fù)合材料，以適應(yīng)復(fù)雜的建筑環(huán)境和提高系統(tǒng)的使用壽命；在連接方式上，推廣使用機(jī)械壓接、膠粘連接等無(wú)焊接技術(shù)，這些技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、連接可靠、維護(hù)方便的特點(diǎn)，能有效避免因焊接不當(dāng)導(dǎo)致的泄漏問題；至于施工技術(shù)，結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的施工模擬與預(yù)演，可在施工前期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工中的潛在問題，從而避免工程返工，保障施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

［1］工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范：GB 50235-2010［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

［2］建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB50015-2019［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2020.