Розрахунок водопроводу в приватному будинку: просто про

Тема цієї статті - розрахунок водопровідних мереж в приватному будинку. Оскільки типова схема водопостачання невеликого котеджу не відрізняється високою складністю, нам не доведеться лізти в нетрі складних формул; проте деяка кількість теорії читачеві вимушено доведеться засвоїти.

Фрагмент системи водопостачання приватного будинку. Як будь-яка інша інженерна система, ця потребує попередніх розрахунках.

Особливості розведення котеджу

Чим, власне, система водопостачання в приватному будинку простіше, ніж в багатоквартирному будові (зрозуміло, крім загальної кількості сантехнічних приладів)?

Принципові відмінності два:

  • На гарячій воді, як правило, немає необхідності забезпечувати постійну циркуляцію через стояки і рушникосушки.

При наявності циркуляційних врізок розрахунок водопровідної мережі гарячої води помітно ускладнюється: трубах потрібно пропустити через себе не тільки розбиратися мешканцями воду, а й безперервно обертаються маси води.

У нашому ж випадку відстань від сантехприборов до бойлера, колонки або врізки в трасу досить мало, щоб не приділяти уваги швидкості подачі ГВП до крану.

Важливо: Тим, хто не стикався з циркуляційними схемами ГВС - в сучасних багатоквартирних будинках стояки гарячого водопостачання з'єднуються попарно. За рахунок різниці тисків на виразках, створюваної підпірної шайбою, через стояки безперервно циркулює вода. Тим самим забезпечується швидка подача ГВП до змішувачів і цілорічний нагрів рушникоосушувачів в ванних кімнатах.

Полотенцесушитель нагрівається за рахунок безперервної циркуляції через стояки ГВС.
  • Водопровід у приватному будинку розлучається з тупикової схемою, що має на увазі постійне навантаження на окремі ділянки розводки. Для порівняння - розрахунок водопровідної кільцевої мережі (що дозволяє живити кожну ділянку водопроводу з двох і більше джерел) повинен виконуватися окремо для кожної з можливих схем підключення.

що вважаємо

Нам належить:

  1. Оцінити витрата води при піковому споживанні.
  2. Виконати розрахунок перетину водопровідної труби, здатної забезпечити ці витрати при прийнятній швидкості потоку.

Довідка: максимальна швидкість потоку води, при якій він не породжує гідравлічних шумів, становить близько 1,5 м / с.

  1. Обчислити натиск на кінцевій сантехническом приладі. Якщо він буде неприйнятно низьким, варто подумати або про збільшення діаметра трубопроводу, або про встановлення проміжної підкачки.
Слабкий натиск на кінцевій змішувачі чи порадує власника.

Завдання сформульовані. Приступимо.

витрата

Його можна приблизно оцінити за нормами витрат для окремих сантехнічних приладів. Дані при бажанні нескладно знайти в одному з додатків до СНиП 2.04.01-85; для зручності читача ми наведемо цитату з нього.

Тип приладу Витрата холодної води, л / с Сумарна витрата гарячої та холодної води, л / с
Кран для поливу 0,3 0,3
Унітаз з краном 1,4 1,4
Унітаз з бачком 0,10 0,10
Кабінка для душу 0,08 0,12
ванна 0,17 0,25
мийка 0,08 0,12
умивальник 0,08 0,12

У багатоквартирних будинках при розрахунку витрат використовується коефіцієнт ймовірності одночасного використання приладів. Нам досить просто підсумувати витрати води через прилади, які можуть використовуватися одночасно. Скажімо, мийка, душова кабінка і унітаз дадуть загальна витрата, що дорівнює 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л / с.

Витрата води через прилади, здатні працювати одночасно, підсумовується.

Перетин

Розрахунок перетину труби водопроводу може бути виконаний двома способами:

  1. Підбором по таблиці значень.
  2. Розрахунком по максимальній допустимій швидкості потоку.

Підбір по таблиці

Власне, таблиця не вимагає яких-небудь коментарів.

Умовний прохід труби, мм Витрата, л / с
10 0,12
15 0,36
20 0,72
25 1,44
32 2,4
40 3,6
50 6

Скажімо, для витрати в 0,34 л / с достатньо труби ДУ15.

Зверніть увагу: ДУ (умовний прохід) приблизно дорівнює внутрішньому діаметру водогазопровідною труби. У полімерних труб, маркується зовнішнім діаметром, внутрішній відрізняється від нього приблизно на крок: скажімо, 40-міліметрова поліпропіленова труба має внутрішній діаметр близько 32 мм.

Умовний прохід приблизно дорівнює внутрішньому діаметру.

Розрахунок за швидкістю потоку

Розрахунок діаметра водопроводу по витраті води через нього може бути виконаний з використанням двох простих формул:

  1. Формули розрахунку площі перетину по його радіусу.
  2. Формули розрахунку витрати через відоме перетин при відомій швидкості потоку.

Перша формула має вигляд S =? r ^ 2. У ній:

  • S - шукана площа перерізу.
  • ? - число пі (приблизно 3,1415).
  • r - радіус перерізу (половина ДУ або внутрішнього діаметра труби).

Друга формула виглядає як Q = VS, де:

  • Q - витрата;
  • V - швидкість потоку;
  • S - площа перетину.

Для зручності обчислень всі величини переводяться в СІ - метри, квадратні метри, метри в секунду і кубічні метри в секунду.

Одиниці СІ.

Давайте своїми руками розрахуємо мінімальний ДУ труби для наступних вступних даних:

  • Витрата через неї становить все ті ж 0,34 літра в секунду.
  • Швидкість потоку, яка використовується в обчисленнях - максимально допустимі 1,5 м / с.

Приступимо.

  1. Витрата в величинах СІ буде рівним 0,00034 м3 / с.
  2. Площа перетину згідно з другою формули повинна бути не менше 0,00034 / 1,5 = 0,00027 м2.
  3. Квадрат радіусу згідно з першою формули дорівнює 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
  4. Витягуємо з цього числа квадратний корінь. Радіус дорівнює 0,0092 метра.
  5. Щоб отримати ДУ або внутрішній діаметр, множимо радіус на два. Результат - 0,0184 метра, або 18 міліметрів. Як легко помітити, він близький до отриманого першим способом, хоч і не збігається з ним в точності.

напір

Почнемо з кількох загальних зауважень:

  • Типове тиск в магістралі холодного водопостачання складає від 2 до 4 атмосфер (кгс / см2). Воно залежить від відстані до найближчої насосної станції або водонапірної башти, від рельєфу місцевості, стану магістралі, типу запірної арматури на магістральному водопроводі і ряду інших чинників.
  • Абсолютний мінімум напору, який дозволяє працювати всім сучасним сантехнічних приладів і використовує воду побутової техніки - 3 метри. Інструкція до проточних водонагрівачів Атмор, наприклад, прямо говорить, що нижній поріг спрацьовування включає нагрів датчика тиску дорівнює 0,3 кгс / см2.
Датчик тиску приладу спрацьовує при напорі в 3 метри.

Довідка: при атмосферному тиску 10 метрів напору відповідають 1 кгс / см2 надлишкового тиску.

На практиці на кінцевій сантехническом приладі краще мати мінімальний натиск в п'ять метрів. Невеликий запас компенсує невраховані втрати в підводках, запірної арматури і самому приладі.

Нам потрібно обчислити падіння напору в трубопроводі відомої протяжності і діаметру. Якщо різниця напору, відповідного тиску в магістралі, і падіння напору у водопроводі більше 5 метрів - наша система водопостачання буде функціонувати без нарікань. Якщо менше - потрібно або збільшувати діаметр труби, або розмикати її підкачкою (ціна якої, до слова, явно перевищить зростання витрат на труби через збільшення їх діаметра на один крок).

Так як же виконується розрахунок напору у водопровідній мережі?

Тут діє формула H = iL (1 + K), в якій:

  • H - заповітне значення падіння напору.
  • i - так званий гідравлічний ухил трубопроводу.
  • L - довжина труби.
  • K - коефіцієнт, який визначається функціональністю водопроводу.

Найпростіше визначити коефіцієнт К.

Він дорівнює:

  • 0,3 для господарсько-питного призначення.
  • 0,2 для промислового або пожежно-господарського.
  • 0,15 для пожежно-виробничого.
  • 0,10 для пожежного.
На фото - пожежний водопровід.

З виміром довжини трубопроводу або його ділянки теж особливих труднощів не виникає; а ось поняття гідравлічного ухилу вимагає окремої розмови.

На його значення впливають такі чинники:

  1. Шорсткість стінок труби, яка, в свою чергу, залежить від їх матеріалу і віку. Пластики мають більш гладкою поверхнею в порівнянні зі сталлю або чавуном; крім того, сталеві труби з часом заростають вапняними відкладеннями і іржею.
  2. Діаметр труби. Тут діє зворотна залежність: чим він менший, тим більший опір трубопровід надає руху води в ньому.
  3. Швидкість потоку. З її збільшенням опір теж збільшується.

Деякий час назад доводилося додатково враховувати гідравлічні втрати на запірній арматурі; проте сучасні повнопрохідні кульові вентиля створюють приблизно таке ж опір, що і труба, тому ними можна сміливо знехтувати.

Відкритий кульовий кран майже не чинить опору току води.

Обчислити гідравлічний ухил своїми силами дуже проблематично, але, на щастя, в цьому і немає необхідності: всі необхідні значення можна знайти в так званих таблицях Шевельова.

Щоб читач уявив собі, про що йде мова, наведемо невеликий фрагмент однієї з таблиць для пластикової труби діаметром 20 мм.

Витрата, л / с Швидкість потоку, м / с 1000i
0,25 1,24 160,5
0,30 1,49 221,8
0,35 1,74 291,6
0,40 1,99 369,5

Що таке 1000i в крайньому правому стовпчику таблиці? Це всього лише значення гідравлічного ухилу на 1000 погонних метрів. Щоб отримати значення i для нашої формули, його досить розділити на 1000.

Давайте обчислимо падіння напору в трубі діаметром 20 мм при її довжині, рівній 25 метрам, і швидкості потоку в півтора метра в секунду.

  1. Шукаємо відповідні параметри в таблиці. Згідно з її даними, 1000i для описаних умов одно 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Таблиці Шевельова багаторазово перевидавалися з моменту першої публікації.
  1. Підставляємо всі значення в формулу. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 метра. При тиску на вході водопроводу в 2,5 атмосфери на виході воно складе 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 кгс / см2, що більш ніж задовільно.

висновок

Підкреслимо ще раз: наведені схеми розрахунків гранично спрощені і не призначені для професійних розрахунків складних систем. Однак їх точність цілком прийнятна для потреб власників приватних будинків.

Додаткову інформацію, як зазвичай, читачу запропонує відео в цій статті. Успіхів!

Додати коментар