Как рассчитать водопровод в частном доме
Тема данной статьи — расчет водопроводных сетей в частном доме. Потому, что обычная схема водоснабжения маленького коттеджа не отличается высокой сложностью, нам не нужно будет лезть в дебри сложных формул; но некоторое количество теории читателю вынужденно нужно будет усвоить.
Чем, фактически, система водоснабжения в частном доме несложнее, нежели в многоквартирном строении (очевидно, кроме общего числа сантехнических устройств)?
Принципиальных отличия два:
- На тёплой воде, в большинстве случаев, нет необходимости снабжать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.
При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети тёплой воды заметно усложняется: трубам необходимо пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся веса воды.
В нашем же случае расстояние от сантехприборов до бойлера, колонки либо врезки в автостраду достаточно мало, дабы не уделять внимания скорости подачи ГВС к крану.
Принципиально важно: Тем, кто не сталкивался с циркуляционными схемами ГВС — в современных многоквартирных зданиях стояки тёплого водоснабжения соединяются попарно. За счет отличия давлений на врезках, создаваемой подпорной шайбой, через стояки непрерывно циркулирует вода. Тем самым обеспечивается стремительная подача ГВС к смесителям и круглогодичный нагрев полотенцесушителей в ванных .
- Водопровод в частном доме разводится по тупиковой схеме, что подразумевает постоянную нагрузку на отдельные участки разводки. Для сравнения — расчет водопроводной кольцевой сети (разрешающей запитать любой участок водопровода из двух и более источников) обязан выполняться раздельно для каждой из вероятных схем подключения.
- Оценить расход воды при пиковом потреблении.
- Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, талантливой обеспечить данный расход при приемлемой скорости потока.
Справка: большая скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, образовывает около 1,5 м/с.
- Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит поразмыслить или об повышении диаметра трубопровода, или об установке промежуточной подкачки.
Задачи сформулированы. Приступим.
Его возможно примерно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических устройств. Данные при жажде несложно отыскать в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.
В многоквартирных зданиях при расчете расхода употребляется коэффициент возможности одновременного применения устройств. Нам достаточно расход воды через устройства, каковые смогут употребляться в один момент. Скажем, мойка, душевая унитаз и кабинка дадут неспециализированный расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.
Расчет сечения трубы водопровода возможно выполнен двумя методами:
- Подбором по таблице значений.
- Расчетом по большой допустимой скорости потока.
Фактически, таблица не требует каких-либо комментариев.
Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.
Обратите внимание: ДУ (условный проход) приблизительно равен внутреннему диаметру водогазопроводной трубы. У полимерных труб, маркирующихся внешним диаметром, внутренний отличается от него приблизительно на ход: скажем, 40-миллиметровая полипропиленовая труба имеет внутренний диаметр около 32 мм.
Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него возможно выполнен с применением двух несложных формул:
- Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
- Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.
Первая формула имеет форму S = ? r ^2. В ней:
- S — искомая площадь сечения.
- ? — число «пи» (приблизительно 3,1415).
- r — радиус сечения (добрая половина ДУ либо внутреннего диаметра трубы).
Вторая формула выглядит как Q = VS, где:
- Q — расход;
- V — скорость потока;
- S — площадь сечения.
Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ — метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.
Давайте своими руками вычислим минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:
- Расход через нее образовывает все те же 0,34 литра в секунду.
- Скорость потока, применяемая в вычислениях — максимально допустимые 1,5 м/с.
- Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
- Площадь сечения в соответствии с второй формулы должна быть не меньше 0,00034/1,5=0,00027 м2.
- Квадрат радиуса в соответствии с первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
- Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
- Чтобы получить ДУ либо внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Итог — 0,0184 метра, либо 18 миллиметров. Как легко подметить, он близок к взятому первым методом, хоть и не сходится с ним в точности.
Начнем с нескольких неспециализированных замечаний:
- Обычное давление в магистрали холодного водоснабжения образовывает от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции либо водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и последовательности других факторов.
- Полный минимум напора, который разрешает работать всем современным сантехническим устройствам и применяющей воду бытовой технике — 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, например, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.
Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.
На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Маленький запас компенсирует неучтенные утраты в подводках, запорной арматуре и самом приборе.
Нам необходимо вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. В случае если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров — наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. В случае если меньше — необходимо или увеличивать диаметр трубы, или размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, очевидно превысит рост затрат на трубы из-за повышения их диаметра на один ход).
Так как же выполняется расчет напора в водопроводной сети?
Тут действует формула H = iL(1+K), в которой:
- H — сокровенное значение падения напора.
- i — так называемый гидравлический уклон трубопровода.
- L — протяженность трубы.
- K — коэффициент, который определяется функциональностью водопровода.
Несложнее всего выяснить коэффициент К.
- 0,3 для хозяйственно-питьевого назначения.
- 0,2 для промышленного либо пожарно-хозяйственного.
- 0,15 для пожарно-производственного.
- 0,10 для пожарного.
С измерением длины трубопровода либо его участка также особенных сложностей не появляется; а вот понятие гидравлического уклона требует отдельного беседы.
На его значение воздействуют следующие факторы:
- Шероховатость стенок трубы, которая, со своей стороны, зависит от их возраста и материала. Пластики владеют более ровной поверхностью по сравнению со сталью либо чугуном; помимо этого, металлические трубы со временем зарастают ржавчиной и известковыми отложениями.
- Диаметр трубы. Тут действует обратная зависимость: чем он меньше, тем большее сопротивление трубопровод оказывает перемещению воды в нем.
- Скорость потока. С ее повышением сопротивление также возрастает.
Некоторое время назад приходилось дополнительно учитывать гидравлические утраты на запорной арматуре; но современные полнопроходные шаровые вентиля создают приблизительно такое же сопротивление, что и труба, исходя из этого ими возможно смело пренебречь.
Вычислить гидравлический уклон своими силами очень проблематично, но, к счастью, в этом и нет необходимости: все нужные значения возможно отыскать в так называемых таблицах Шевелева.
Дабы читатель представил себе, о чем идет обращение, приведем маленькой фрагмент одной из таблиц для пластиковой трубы диаметром 20 мм.
Прокладка трубопровода для водоснабжения — задача не менее значимая, чем выбор и подключение насосного оборудования, обустройство источника воды. Неправильно проведенная разводка водопровода в частном доме может привести к скачкам давления, нарушению работы системы.
Чтобы избежать проблем, нужно тщательно изучить все тонкости выполнения работ. Мы поможем вам, представив полноценную информацию для изучения специфики устройства систем и правил сборки. Предложенные к рассмотрению сведения опираются на нормативные требования.
Представленное нами к ознакомлению подробное описание схем, вариантов и нюансов разводки контура водоснабжения дополнено наглядными иллюстрациями и видеоматериалами.
Разводка водопровода может проводиться двумя способами — с последовательным и параллельным подключением. Выбор схемы водоснабжения зависит от количества проживающих, периодического или постоянного пребывания в доме или от интенсивности использования водопроводной воды.
Существует также и смешанный тип разводки, при котором смесители подключают к водопроводной системе через коллектор, а остальные сантехнические точки и бытовые приборы присоединяют методом последовательного подключения.
Представляет собой поочередное подведение труб от стояка или водонагревателя к сантехническим устройствам. Сначала отводят общие трубы, а затем с помощью тройников ведут ветки к местам потребления.
Такой способ соединения более экономичный, для его выполнения требуется меньшее количество труб, фитингов, он простой в монтаже. Разводка труб при тройниковой системе более компактна, ее легче спрятать под отделочными материалами.
Но последовательное подключение больше подойдет для муниципальных квартир, для домов с периодическим проживанием или с малым количеством жильцов. Оно не может обеспечить равномерное давление в системе при ее одновременном использовании несколькими пользователями — в самой удаленной точке напор воды будет резко изменяться.
Кроме того, при необходимости проведения ремонта или подключения сантехнического прибора придется отключать весь дом от водоснабжения. Поэтому для частных домов с высоким потреблением воды и постоянным проживанием лучше выбирать схему с параллельной разводкой водопровода.
Параллельное подключение основывается на подведении отдельных труб от главного коллектора к точкам водозабора. Для холодной и горячей магистрали устанавливают свои коллекторные узлы.
Такой способ требует прокладывания большого количества труб и соответственно создает трудности при их маскировке. Но зато каждая точка водоразбора будет иметь стабильный напор воды, а при одновременном использовании нескольких сантехнических приборов изменения напора воды будут незначительными.
Коллектор — это устройство с одним вводом для воды и несколькими выводами, количество которых зависит от числа сантехнических узлов, бытовой техники, использующей для работы водопроводную воду.
Коллектор для холодной воды монтируют ближе к вводу трубы в дом, а для горячей — на выходе ее из водонагревателя. Перед коллектором устанавливают очистной фильтр и регулирующий давление редуктор.
Установка системы ГВС и ХВС может проводиться двумя способами:
- С «глухой» разводкой. Труба подачи воды в последнюю водозаборную точку заканчивается тупиком. Такая схема более выгодна для экономии пространства и с экономической точки зрения, но может создавать неудобства при эксплуатации водопровода. Вода в последний узел будет поступать с задержкой, и только после того, как дойдет до заглушки, она начнет поступать в кран.
- С замкнутой циркуляционной разводкой. При этом способе вода постоянно движется по кругу, имеет одинаковую температуру в каждой точке системы и поступает к пользователю сразу после открытия крана. Особенность этого метода разводки целесообразно использовать именно для системы горячего водопровода — в ней важно не допускать резких скачков температуры.
Чтобы излишне не усложнять водопроводную разводку в доме, рациональнее использовать комбинированный вариант. Холодную систему водоснабжения выполняют с помощью глухой разводки, горячую — с помощью циркуляционной.
Чтобы правильно спланировать водопроводную систему, необходимо сначала составить план дома, расставив в нем все сантехнические устройства, технику, которая будет подключаться к водопроводу.
Все размеры указывают в едином масштабе, согласно реальным замерам помещений. Чем точнее будет составлен план, тем точнее можно будет определить необходимое количество материалов и комплектующих.
Схема водопровода должна как можно более точно отражать все точки водозабора, протяженность и расположение труб для транспортировки воды, и даже канализации, так как эти коммуникации часто ведутся рядом. Учитывается также количество фильтров, объем бойлера, параметры насосного оборудования.
Проектом должны быть учтены требования строительных нормативов, а также правила водоснабжения и водоотведения, утвержденные и действующие в стране.
Типичная схема разводки водопроводной системы со скважиной или колодцем может применяться для последовательной проводки трубопровода.
Она состоит из таких узлов:
- Насосное оборудование. Для глубокого колодца более 8-ми метров или скважины подойдет только погружной насос. Для неглубоких источников можно использовать насосные станции в сборке или поверхностные насосы.
- Переходной ниппель. Нужен для соединения со следующими элементами системы, которые в большинстве случаев имеют отличный от выхода из насоса диаметр.
- Обратный клапан. Предотвращает вытекание воды из системы в момент простаивания насоса, падения напора воды.
- Труба. Применяются трубы из полипропилена, стали, металлопластика или других материалов. Выбор зависит от разводки (наружной или внутренней, скрытой или открытой), цены самого материала, простоты монтажа. Трубопровод, подводящий воду в дом, снабжается теплоизоляционным слоем.
- Водоразборная арматура. Используется для соединения труб, перекрытия подачи воды, монтажа трубопровода под углом и т. д. К ней можно отнести: фитинги, краны, водорозетки, тройники и т. д.
- Группа фильтров. Предназначена для защиты оборудования от попадания твердых и абразивных частиц, снизит содержание железа в воде и смягчит ее.
- Бак гидроаккумулятора. Требуется для создания и поддержания стабильного напора воды, предотвращения частого срабатывания насоса.
- Группа безопасности. Необходима для контроля давления в системе — реле давления, манометр и реле сухого хода. Приборы автоматического регулирования помогают поддерживать стабильный напор в системе и продлевать срок эксплуатации оборудования.
Все элементы системы подключаются в определенной последовательности. Подробнее очередность можно рассмотреть на схеме. Далее установку системы описано на примере коллекторной разводки, как более сложной.
Коллекторный узел в частном доме устанавливается в специальных помещениях — бойлерных или котельных — специально отведенных комнатах жилого дома, в подвальных и полуподвальных помещениях.
В этажных домах коллекторы устанавливаются на каждом этаже. В небольших домах систему можно разместить за смывным бачком в туалете или спрятать в специальном шкафу. Чтобы сэкономить водопроводные трубы, коллектор располагают поближе к большему количеству сантехнических приборов, на примерно одинаковом расстоянии от них.
Монтаж коллекторного узла, если следовать по направлению воды, проводят в такой очередности:
- На участке соединения коллектора с основной трубой подачи воды устанавливают запорный кран для отключения в случае необходимости всей системы.
- Далее монтируют осадочный фильтр, который задерживает крупные механические взвеси, способные привести к поломке оборудования.
- Затем проводят установку еще одного фильтра, который будет изымать из воды более мелкие включения (в зависимости от модели — частицы от 10 до 150 микрон).
- Следующий в схеме установки — обратный клапан. Он перекрывает обратный ток воды при падении давления.
После установки вышеперечисленного оборудования к трубе подачи воды подключают коллектор с таким количеством выводов, которое соответствует числу точек водопотребления в доме. Если в доме еще не все сантехнические приборы подключены, то на невостребованные выводы коллекторного узла ставятся заглушки.
Трубы в системе водоснабжения могут прокладываться закрытым и открытым способом. Выбор одного из способов не влияет ни на качество соединений, ни на функциональность всей системы и зависит только от личных предпочтений.
Казалось бы, определиться несложно и закрытый способ является предпочтительней как более эстетичный и позволяющий сэкономить до 10 см полезного пространства. Почему же до сих пор при монтаже системы водоснабжения используется открытый трубопровод? Попробуем дать ответ.
Скрытая разводка позволяет прятать трубы и не портить эстетическое восприятие интерьера дома или квартиры. Скрытый способ применяют при сборке водопровода из ПП труб. Прячут контур за декоративной стеной, например, из гипсокартона, или штробят стены и заводят трубы в образовавшиеся ниши, заделывая облицовочным материалом или штукатуркой по сетке.
Трубопровод не должен плотно примыкать к поверхностям — всегда оставляют небольшой зазор для возможного ремонта. При монтаже трубопровода в монолит рекомендуется помещать их в кожухе, вкладывая трубу в трубу.
Недостаток метода проявляется тогда, когда возникает необходимость в ремонте или замене скрытых элементов системы — штукатурку или облицовку плиткой приходится вскрывать, а затем заново декорировать.
Кроме того, в случае повреждения и протечек проблема может обнаружиться не сразу и привести сначала к потере эксплуатационных технических характеристик конструкций, затем к затоплению помещений.
Чтобы избежать таких сложностей, при монтаже разводки прячут только цельные участки трубы, размещая стыковочную арматуру на открытых участках. В местах монтажа запорной арматуры делают незаметные дверки. Это дает доступ при обслуживании к соединениям труб, которые являются наиболее слабыми звеньями системы.
Нужно отметить и то, что трубы не из всех материалов можно прятать под слоем штукатурки — для этого подойдут только изделия из полипропилена, металлопластика или меди.
Прокладку труб открытым способом проводят после завершения отделки. Способ предполагает ничем не прикрытую прокладку труб и элементов водопровода. Выглядит некрасиво, уменьшает полезную площадь помещения, но при этом такой способ очень удобен при обслуживании, ремонте и демонтаже элементов.
Перепланировка и перестановка сантехники в доме при таком устройстве водопроводной разводки также не вызовет трудностей.
Перед монтажом трубопровода необходимо установить все крепления, закончить сварочные работы. Трубы, которые перед прокладкой хранились или перевозились при минусовой температуре, выдерживают не меньше суток при температуре выше 10°C. Прежде чем начинать установку необходимо их выровнять и в дальнейшем не допускать прогибов.
Для водопроводных стояков используют трубы с наружным диаметром не менее 20-ти мм, для этажной разводки — с диаметром 16 мм и 14 мм. Лучше использовать как можно меньше разборных соединений. Нужно чтобы все соединительные элементы отвечали типу (серии) труб и также как арматура и ревизия, находились в доступных местах.
Горизонтальные участки водопровода должны иметь уклон в сторону водоспускной арматуры для возможности слива воды, подъем делают в сторону устройства, через который будет выходить воздух при заполнении системы водой. При монтаже вертикальных конструкций не допускают их наклона больше чем 2 мм на каждый метр.
Осуществляя вертикальную установку трубопровода, трубы ГВС размещают справа от труб ХВС. При горизонтальной разводке холодный водопровод размещают снизу под горячим во избежание образования конденсата.
При эксплуатации водопровода с горячим водоснабжением происходит такое явление, как тепловое расширение, которое особенно характерно для изделий из полипропилена. При этом трубы могут удлиняться, это приводит к повреждениям и протечкам.
Правильное расположение креплений и самокомпенсация таких участков трубопровода, как изгибы, повороты, прокладки «змейкой» препятствуют деформации.
Ролик #1. Разводка системы ХВС и ГВС в двухэтажном доме:
Ролик #2. Особенности монтажа ГВС и ХВС в доме:
Ролик #3. Как компактно смонтировать коллекторный узел:
Провести монтаж разводки в собственном доме можно самостоятельно, но чтобы избежать неприятных последствий от непрофессионально выполненных работ, лучше попросить специалиста помочь спроектировать систему. Советы профессионала помогут избежать ошибок, лишних трат и переделок.
У вас появились вопросы в процессе ознакомления с материалом? Хотите поделиться личным опытом или сообщить интересные сведения по теме? Комментируйте, пожалуйста, в расположенном под текстом статьи блоке.
21 Мар 2019 admin 12