• Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно

    Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.

    Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.

    Способы расчета пропускной способности трубопровода

    1. Внешний диаметр . Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
    2. Диаметр условного прохода . Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.


    Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

    1. Физические расчеты . В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
    2. Табличные расчеты . Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
    3. Расчет при помощи программ . Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

    Расчет пропускной способности газопроводов

    Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.

    Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:

    • Qmax = 0.67 Ду2 * p,

    Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;

    Ду – величина условного прохода трубы.

    Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.


    В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:

    • Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

    Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;

    Т – температура транспортируемого газа (К).

    Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.

    При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.

    Расчет пропускной способности канализационных труб

    При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.

    Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

    • Диаметр труб – Ду;
    • Средняя скорость движения веществ – v;
    • Величина гидравлического уклона – I;
    • Степень наполнения – h/Ду.


    Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.

    Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:

    1. 150-250 мм - h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
    2. Диаметр 300-400 мм - h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
    3. Диаметр 450-500 мм - h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
    4. Диаметр 600-800 мм - h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
    5. Диаметр 900+ мм - h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.

    Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:

    • При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
    • При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.

    Для расчета объема стоков используется следующая формула:

    • q = a*v,

    Где а – площадь живого сечения потока;

    v – скорость транспортировки стоков.


    Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

    • v= C√R*i,

    где R – величина гидравлического радиуса,

    С – коэффициент смачивания;

    i – степень уклона конструкции.

    Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:

    • i=v2/C2*R.

    Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

    • С=(1/n)*R1/6,

    Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).

    Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.

    Для других ситуаций используется простая формула:

    • R=A/P,

    Где А – площадь сечения потока воды,

    Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.

    Табличный расчет канализационных труб

    Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:

    1. Безнапорная канализация . Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу (прочитайте также: " "). Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользоваться таблицами Лукиных, в которых указана величина пропускной способности всех труб с диаметром в диапазоне от 50 до 2000 мм.
    2. Напорная канализация . Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточно знать предельную степень наполнения трубопровода и среднюю скорость транспортировки жидкости. Читайте также: " ".


    Таблица пропускной способности полипропиленовых труб позволяет узнать все необходимые для обустройства системы параметры.

    Расчет пропускной способности водопровода

    Водопроводные трубы в частном строительстве применяются чаще всего. На систему водоснабжения в любом случае приходится серьезная нагрузка, поэтому расчет пропускной способности трубопровода обязателен, ведь он позволяет создать максимально комфортные условия эксплуатации будущей конструкции.

    Для определения проходимости водопроводных труб можно использовать их диаметр (прочитайте также: " "). Конечно, данный показатель не является основой для расчета проходимости, но его влияние нельзя исключать. Увеличение внутреннего диаметра трубы прямо пропорционально ее проходимости – то есть, толстая труба почти не препятствует движению воды и меньше подвержена наслоению различных отложений.


    Впрочем, есть и другие показатели, которые также необходимо учитывать. Например, очень важным фактором является коэффициент трения жидкости о внутреннюю часть трубы (для разных материалов имеются собственные значения). Также стоит учитывать длину всего трубопровода и разность давлений в начале системы и на выходе. Немаловажным параметром является и количество различных переходников, присутствующих в конструкции водопровода.

    Пропускная способность полипропиленовых труб водопровода может рассчитываться в зависимости от нескольких параметров табличным методом. Одним из них является расчет, в котором главным показателем является температура воды. При повышении температуры в системе происходит расширение жидкости, поэтому трение повышается. Для определения проходимости трубопровода нужно воспользоваться соответствующей таблицей. Также есть таблица, позволяющая определить проходимость в трубах в зависимости от давления воды.


    Самый точный расчет воды по пропускной способности трубы позволяют осуществить таблицы Шевелевых. Помимо точности и большого числа стандартных значений, в данных таблицах имеются формулы, позволяющие рассчитать любую систему. Данный материал в полном объеме описывает все ситуации, связанные с гидравлическими расчетами, поэтому большинство профессионалов в данной области чаще всего используют именно таблицы Шевелевых.

    Основными параметрами, которые учитываются в этих таблицах, являются:

    • Внешний и внутренний диаметры;
    • Толщина стенок трубопровода;
    • Период эксплуатации системы;
    • Общая протяженность магистрали;
    • Функциональное назначение системы.

    Заключение

    Расчет пропускной способности труб может выполняться разными способами. Выбор оптимального способа расчета зависит от большого количества факторов – от размеров труб до назначения и типа системы. В каждом случае есть более и менее точные варианты расчета, поэтому найти подходящий сможет как профессионал, специализирующийся на прокладке трубопроводов, так и хозяин, решивший самостоятельно проложить магистраль у себя дома.


    При прокладке водопроводных магистралей сложнее всего рассчитать пропускную способность трубных отрезков. Правильные подсчеты позволят добиться того, чтобы расход воды не был слишком большой и не снижался ее напор.

    Важность правильных расчетов

    Расчет потребления воды позволяет правильно выбрать материал и диаметр труб

    При проектировке коттеджа с двумя и более санузлами либо небольшой гостиницы надо принимать во внимание, сколько воды смогут поставлять трубы выбранного сечения. Ведь если упадет давление в трубопроводе при большом потреблении, это приведет к тому, что нормально принять душ или ванну будет невозможно. Если проблема возникнет при пожаре, можно и вовсе лишиться дома. Поэтому расчет проходимости магистралей проводят еще перед началом строительства.

    Владельцам небольших предприятий также важно знать пропускные показатели. Ведь при отсутствии приборов учета коммунальные службы, как правило, предъявляют счет на водопотребление организациям по пропускаемому трубой объему. Знание данных по своему водопроводу позволит контролировать расход воды и не платить лишнего.

    От чего зависит проходимость трубы

    Расход воды будет зависеть конфигурации водопровода, а также типа труб, из которых смонтирована сеть

    Проходимость трубных отрезков является метрической величиной, характеризующей объем жидкости, пропускаемый по магистрали за определенный временной интервал. Этот показатель зависит от материала, используемого при производстве труб.

    Трубопроводы из пластика сохраняют почти одинаковую проходимость в течение всего эксплуатационного периода. Пластик, по сравнению с металлом, не ржавеет, благодаря этому магистрали не засоряются долгое время.

    У моделей из металла пропускная способность снижается год за годом. Вследствие того что трубы ржавеют, внутренняя поверхность постепенно отслаивается и становится шероховатой. Из-за этого на стенках образуется намного больше налета. В особенности быстро засоряются трубы горячего водоснабжения.

    Кроме материала изготовления, проходимость зависит и от иных характеристик:

    • Длины водопровода. Чем больше протяженность, тем меньше скорость потока из-за воздействия силы трения, соответственно снижается и напор.
    • Диаметра труб. Стенки узких магистралей создают большее сопротивление. Чем меньше сечение, тем хуже будет соотношение скорости потока к значению внутренней площади на участке фиксированной длины. В более широких трубопроводах вода перемещается быстрее.
    • Присутствия поворотов, фитингов, переходников, кранов. Любые фасонные детали замедляют передвижение водных потоков.

    При определении показателя пропускной способности необходимо учитывать все эти факторы в комплексе. Чтобы не запутаться в цифрах, стоит использовать проверенные формулы и таблицы.

    Методы расчета

    На коэффициент трения влияет наличие запорных элементов и их количество

    Чтобы определить проходимость системы водоснабжения, можно воспользоваться тремя расчетными методами:

    Последний метод, хоть и самый точный, не годится для расчетов обычных бытовых коммуникаций. Он достаточно сложен, и для его применения потребуется знать самые разные показатели. Чтобы рассчитать простую сеть для частного дома стоит прибегнуть к помощи онлайн-калькулятора. Хотя он и не такой точный, но зато бесплатен и не нуждается в установке на компьютер. Достичь более точной информации можно, сверив рассчитанные программой данные с таблицей.

    Как вычислить пропускную способность

    Табличный способ – самый простой. Таблиц подсчета разработано несколько: можно выбрать ту, которая подойдет в зависимости от известных параметров.

    Вычисление на основе сечения трубы

    В СНиП 2.04.01-85 предлагается узнать количество потребления воды по обхвату трубы.

    В соответствии с нормативами СНиП, дневное потребление воды одним человеком – не более 60 литров. Эти данные для дома без водопровода. Если смонтирована водоподающая сеть, объем увеличивается до 200 литров.

    Расчет по температуре теплоносителя

    С ростом температуры уменьшается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.

    Вычислить нужные данные можно по специальной таблице:

    Трубное сечение (мм) Пропускная способность
    По теплоте (гкл/ч) По теплоносителю (т/ч)
    Вода Пар Вода Пар
    15 0,011 0,005 0,182 0,009
    25 0,039 0,018 0,650 0,033
    38 0,11 0,05 1,82 0,091
    50 0,24 0,11 4,00 0,20
    75 0,72 0,33 12,0 0,60
    100 1,51 0,69 25,0 1,25
    125 2,70 1,24 45,0 2,25
    150 4,36 2,00 72,8 3,64
    200 9,23 4,24 154 7,70
    250 16,6 7,60 276 13,8
    300 26,6 12,2 444 22,2
    350 40,3 18,5 672 33,6
    400 56,5 26,0 940 47,0
    450 68,3 36,0 1310 65,5
    500 103 47,4 1730 86,5
    600 167 76,5 2780 139
    700 250 115 4160 208
    800 354 162 5900 295
    900 633 291 10500 525
    1000 1020 470 17100 855

    Для подведения водопроводной системы эта информация не является чрезвычайно важной, но для контуров отопления считается главным показателем.

    Поиск данных в зависимости от давления

    Давление потока воды общей магистрали учитывается при подборе труб

    При подборе труб для установки любой коммуникационной сети нужно учесть давление потока в общей магистрали. Если предусмотрен напор под высоким давлением, надо устанавливать трубы с большим сечением, чем при движении самотеком. Если при подборе трубных отрезков не учтены эти параметры, а по малым сетям пропускают большой водный поток, они станут издавать шум, вибрировать и быстро придут в негодность.

    Чтобы найти наибольший расчетный водный расход, используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и разных показателей давления воды:

    Расход Пропускная способность
    Сечение трубы 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм
    Па/м Мбар/м Меньше 0,15 м/с 0,15 м/с 0,3 м/с
    90,0 0,900 173 403 745 1627 2488 4716 9612 14940 30240
    92,5 0,925 176 407 756 1652 2524 4788 9756 15156 30672
    95,0 0,950 176 414 767 1678 2560 4860 9900 15372 31104
    97,5 0,975 180 421 778 1699 2596 4932 10044 15552 31500
    100,0 1000,0 184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932
    120,0 1200,0 202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100
    140,0 1400,0 220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160
    160,0 1600,0 234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680
    180,0 1800,0 252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200
    200,0 2000,0 266 619 1151 2488 3780 7200 14580 22644 45720
    220,0 2200,0 281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880
    240,0 2400,0 288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400
    260,0 2600,0 306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200
    280,0 2800,0 317 742 1364 2970 4356 8568 17338 26928 54360
    300,0 3000, 331 767 1415 3078 4680 8892 18000 27900 56160

    Средний показатель давления в большей части стояков варьируется от 1,5 до 2,5 атмосфер. Зависимость от числа этажей регулируют путем деления сети водоснабжения на несколько веток. Нагнетание воды посредством насосов сказывается и на изменении скорости потока.

    Так же, рассчитывая расход воды через трубу по таблице значений диаметра трубы и давления, учитывается не только количество кранов, но и численность водонагревателей, ванн и иных потребителей.

    Гидравлический расчет по Шевелеву

    Для наиболее верного выявления показателей всей водоснабжающей сети используют особые справочные материалы. В них определены ходовые характеристики для труб из разных материалов.

    Расчет потребления воды производится перед строительством трубопроводов и является составной частью гидродинамических вычислений. При сооружении магистральных и промышленных трубопроводов данные расчеты производятся с помощью специальных программ. При строительстве трубопровода бытового назначения своими руками можно провести расчет самостоятельно, но стоит учитывать, что полученный результат не будет максимально точным. Как рассчитать параметр потребления воды, читайте далее.

    Факторы, оказывающие влияние на пропускную способность

    Основным фактором, по которому производится расчет системы трубопроводов, является пропускная способность. На данный показатель влияет множество различных параметров, наиболее существенными из которых являются:

    1. давление в существующем трубопроводе (в магистральной сети, если строящийся трубопровод будет подключен к внешнему источнику). Методика расчета с учетом давления носит более сложный, но и более точный характер, так как именно от давления зависит такой показатель, как пропускная способность, то есть способность пропускать определенное количество воды за определенную единицу времени;
    2. общая длина трубопровода. Чем больше этот параметр, тем большее количество потерь проявляется в ходе его использования и, соответственно, для исключения падения давления требуется применять трубы большего диаметра. Поэтому данный фактор также учитывается специалистами;
    3. материал, из которого изготовлены трубы. Если для сооружения или иной магистрали используются металлические трубы, то неровная внутренняя поверхность и возможность постепенного засорения отложениями, содержащимися в воде, приведут к снижению пропускной способности и, соответственно, небольшому увеличению диаметра. При использовании пластиковых труб (ПВХ), полипропиленовых труб и так возможность засорения отложениями практически исключена. Более того, внутренняя поверхность пластиковых труб более гладкая;

    1. сечение труб. По внутреннему сечению трубы можно самостоятельно сделать предварительный расчет.

    Есть и иные факторы, которые учитываются специалистами. Но для данной статьи они не имеют существенного значения.

    Методика расчета диаметра в зависимости от сечения труб

    Если при расчете трубопровода необходимо учитывать все перечисленные факторы, производить вычисления рекомендуется при помощи специальных программ. Если для сооружения системы достаточно предварительных расчетов, то они проводятся в следующей последовательности:

    • предварительное определение количества расхода воды всеми членами семьи;
    • подсчет оптимального размера диаметра.

    Как рассчитать расход воды в доме

    Определить самостоятельно количество потребляемой холодной или горячей воды в доме можно несколькими методами:

    • по показания прибора учета. Если при вводе трубопровода в дом установлены счетчики, то определить расход воды в сутки на одного человека не составляет проблем. Причем при наблюдении в течение нескольких дней можно получить достаточно точные параметры;

    • по установленным нормам, определенными специалистами. Норматив потребления воды на человека установлен для отдельных видов помещений с наличием/отсутствием определенных условий;

    • по формуле.

    Чтобы определить общее количество расхуемой воды в помещении, необходимо произвести расчет для каждого сантехнического узла (ванны, душевой кабинки, смесителя и так далее) в отдельности. Формула расчета:

    Qs = 5 x q0 x Р, где

    Qs – показатель, определяющий величину расхода;

    q0 — установленная норма;

    Р – коэффициент, при помощи которого учитывается возможность использования нескольких видов сантехнических приборов одновременно.

    Показатель q0 определяется в зависимости от вида сантехнического оборудования по следующей таблице:

    Вероятность Р определяется по следующей формуле:

    Р = L x N1 / q0 x 3600 x N2 , где

    L — пиковый расход воды за 1 час;

    N1 — количество человек, пользующихся сантехническими приборами;

    q0 — установленные нормативы для отдельной сантехнической единицы;

    N2 — количество установленных приборов сантехники.

    Определять расход воды без учета вероятности недопустимо, так как одновременное использование приборов сантехники приводит к увеличению мощности потока.

    Произведем расчет воды на конкретном примере. Необходимо определить расход воды по следующим параметрам:

    • в доме проживает 5 человек;
    • установлены 6 единиц сантехнического оборудования: ванна, унитаз, раковина на кухне, стиральная машина и посудомоечная машина, установленные на кухне, душевая кабина;
    • пиковый расход воды за 1 час в соответствии со СНиП устанавливается равным 5,6 л/с.

    Определяем размер вероятности:

    Р = 5,6 х 4 / 0,25 х 3600 х 6 = 0,00415

    Определяем расход волы для ванны, кухни и туалетной комнаты:

    Qs (ванны) = 4 х 0,25 х 0,00518 = 0,00415 (л/с)

    Qs (кухни) = 4 х 0,12 х 0,00518 = 0,002 (л/с)

    Qs (туалета) = 4 х 0,4 х 0,00518 = 0,00664 (л/с)

    Расчет оптимального сечения

    Для определения сечения используется следующая формула:

    Q = (πd²/4)хW , где

    Q – полученное расчетным путем количество расходуемой воды;

    d – искомый диаметр;

    W – скорость движения воды в системе.

    Путем простейших математических действий можно вывести, что

    d = √(4Q/πW)

    Показатель W можно получить из таблицы:

    Представленные в таблице показатели применяются для приблизительных расчетов. Для более получения более точных параметров используется сложная математическая формула.

    Определим диаметр труб для ванны, кухни и туалета по параметрам, представленным в рассматриваемом примере:

    d (для ванной комнаты) = √(4 х 0,00415 / (3,14 х 3)) = 0,042 (м)

    d (для кухни) = √(4 х 0,002 / (3,14 х 3)) = 0,03 (м)

    d (для туалета) = √(4 х 0,00664 / (3,14 х 3)) = 0,053 (м)

    Для определения сечения труб принимается наибольший расчетный показатель. С учетом небольшого запаса в данном примере можно провести проводку водоснабжения трубами с сечением 55 мм.

    Как произвести расчет при помощи специальной полупрофессиональной программы, смотрите на видео.

    Работать с калькулятором просто – вводи данные и получай результат. Но иногда этого недостаточно – точный расчет диаметра трубы возможен только при ручном подсчете с помощью формул и правильно подобранных коэффициентов. Как посчитать диаметр трубы по расходу воды? Как определить размеры газовой магистрали?

    Профессиональные инженеры при расчете необходимого диаметра трубы чаще всего используют специальные программы, способные по известным параметрам рассчитать и выдать точный результат. Гораздо труднее строителю-любителю для организации систем водоснабжения, отопления, газификации выполнить расчет самостоятельно. Поэтому чаще всего при возведении или реконструкции частного дома применяют рекомендуемые размеры труб. Но не всегда стандартные советы могут учесть все нюансы индивидуального строительства, поэтому требуется вручную выполнить гидравлический расчет, чтобы правильно подобрать диаметр трубы для отопления, водоснабжения.

    Расчет диаметра трубы для водоснабжения и отопления

    Основным критерием подбора трубы отопления является ее диаметр. От этого показателя зависит, насколько эффективным будет обогрев дома, срок эксплуатации системы в целом. При малом диаметре в магистралях может возникнуть повышенное давление, которое станет причиной протечек, повышенной нагрузки на трубы и металл, что приведет к проблемам и бесконечным ремонтам. При большом диаметре теплоотдача системы отопления будет стремиться к нулю, а холодная вода будет просто сочиться из крана.

    Пропускная способность трубы

    Диаметр трубы напрямую влияет на пропускную способность системы, то есть в данном случае имеет значение количество воды или теплоносителя, проходящего через сечение в единицу времени. Чем больше циклов (перемещений) в системе за определенный промежуток времени, тем эффективнее происходит обогрев. Для труб водоснабжения диаметр влияет на исходное давление воды – подходящий размер будет только поддерживать напор, а увеличенный – снижать.

    По диаметру подбирают схему водопровода и отопления, количество радиаторов и их секционность, определяют оптимальную длину магистралей.

    Так как пропускная способность трубы является основополагающим фактором при выборе, следует определиться, а что, в свою очередь, влияет на проходимость воды в магистрали.

    Таблица 1. Пропускная способность трубы в зависимости от расхода воды и диаметра
    Расход Пропускная способность
    Ду трубы 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм
    Па/м - мбар/м меньше 0,15 м/с 0,15 м/с 0,3 м/с
    90,0 - 0,900 173 403 745 1627 2488 4716 9612 14940 30240
    92,5 - 0,925 176 407 756 1652 2524 4788 9756 15156 30672
    95,0 - 0,950 176 414 767 1678 2560 4860 9900 15372 31104
    97,5 - 0,975 180 421 778 1699 2596 4932 10044 15552 31500
    100,0 - 1,000 184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932
    120,0 - 1,200 202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100
    140,0 - 1,400 220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160
    160,0 - 1,600 234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680
    180,0 - 1,800 252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200
    200,0 - 2,000 266 619 1151 2486 3780 7200 14580 22644 45720
    220,0 - 2,200 281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880
    240,0 - 2,400 288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400
    260,0 - 2,600 306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200
    280,0 - 2,800 317 742 1364 2970 4356 8566 17338 26928 54360
    300,0 - 3,000 331 767 1415 3076 4680 8892 18000 27900 56160

    Факторы влияния на проходимость магистрали:

    1. Давление воды или теплоносителя.
    2. Внутренний диаметр (сечение) трубы.
    3. Общая длина системы.
    4. Материал трубопровода.
    5. Толщина стенок трубы.

    На старой системе проходимость трубы усугубляется известковыми, иловыми отложениями, последствиями коррозии (на металлических изделиях). Все это в совокупности снижает со временем количество воды, проходящей через сечение, то есть подержанные магистрали работают хуже, чем новые.

    Примечательно, что этот показатель у полимерных труб не меняется – пластик гораздо менее, чем металл, позволяет шлаку накапливаться на стенках. Поэтому пропускная способность труб ПВХ остается такой же, как и в день их монтажа.


    Расчет диаметра трубы по расходу воды

    Определяем правильно расход воды

    Чтобы определить диаметр трубы по расходу проходящей жидкости, понадобятся значения истинного потребления воды с учетом всех сантехнических приборов: ванны, кухонного смесителя, стиральной машины, унитаза. Рассчитывается каждый отдельный участок водопровода по формуле:

    qc = 5× q0 × α, л/с

    где qc – значение потребляемой воды каждым прибором;

    q0 – нормируемая величина, которая определяется по СНиП. Принимаем для ванны – 0,25, для кухонного смесителя 0,12, для унитаза -0,1;

    а – коэффициент, учитывающий возможность одновременной работы сантехнических приборов в помещении. Зависит от значения вероятности и количества потребителей.

    На участках магистрали, где совмещаются потоки воды для кухни и ванны, для унитаза и ванны и т.д., в формулу добавляется значение вероятности. То есть возможности одновременной работы кухонного смесителя, крана в ванной, унитаза и других приборов.

    Вероятность определяется по формуле:

    Р = qhr µ × u/q0 × 3600 × N,

    где N – число потребителей воды (приборов);

    qhr µ - максимальный часовой расход воды, который можно принять по СНиП. Выбираем для холодной воды qhr µ =5,6 л/с, общий расход 15,6 л/с;

    u – количество человек, использующих сантехнику.

    Пример расчета расхода воды:

    В двухэтажном доме имеется 1 ванная, 1 кухня с установленными стиральной и посудомоечной машиной, душевая кабина, 1 унитаз. В доме живет семья из 5 человек. Алгоритм расчета:

    1. Рассчитываем вероятность Р = 5,6 × 5/0,25 × 3600 × 6=0,00518.
    2. Тогда расход воды для ванной составит qc = 5× 0,25 ×0,00518=0,006475 л/с.
    3. Для кухни qc = 5× 0,12 ×0,00518=0,0031 л/с.
    4. Для туалета qc = 5× 0,1 ×0,00518=0,00259 л/с.

    Рассчитываем диаметр трубы

    Существует прямая зависимость диаметра от объема перетекающей жидкости, которая выражается формулой:

    где Q – расход воды, м3/с;

    d – диаметр трубопровода, м;

    w – скорость потока, м/с.

    Преобразовав формулу, можно выделить значение диаметра трубопровода, который будет соответствовать потребляемому объему воды:

    Юлия Петриченко, эксперт

    d = √(4Q/πw), м

    Скорость потока воды можно принять по таблице 2. Существует более сложный метод расчета скорости потока – с учетом потерь и коэффициента гидравлического трения. Это довольно объемный расчет, но в итоге позволяющий получить точное значение, в отличие от табличного метода.

    Таблица 2. Скорость потока жидкости в трубопроводе в зависимости от ее характеристики
    Перекачиваемая среда Оптимальная скорость в трубопроводе, м/с
    ЖИДКОСТИ Движение самотеком:
    Вязкие жидкости 0,1-0,5
    Маловязкие жидкости 0,5-1
    Перекачиваемые насосом:
    Всасывающий трубопровод 0,8-2
    Нагнетательный трубопровод 1,5-3
    ГАЗЫ Естественная тяга 2-4
    Малое давление (вентиляторы) 4-15
    Большое давление (компрессор) 15-25
    ПАРЫ Перегретые 30-50
    Насыщенные пары при давлении
    Более 105 Па 15-25
    (1-0,5)*105 Па 20-40
    (0,5-0,2)*105 Па 40-60
    (0,2-0,05)*105 Па 60-75

    Пример: Рассчитаем диаметр трубы для ванной, кухни и туалета, исходя из полученных значений расхода воды. Выбираем из таблицы 2 значение скорости потока воды в напорном водопроводе – 3 м/с.

    Система водоснабжения - это совокупность трубопроводов и устройств, которые обеспечивают бесперебойную подачу воды к различным санитарно-техническим приборам и другим устройствам, для работы которых она требуется. В свою очередь расчет водоснабжения - это комплекс мероприятий, в результате которого изначально определяется максимальный секундный, часовой и суточный расход воды. Причем, рассчитывается не только общий расход жидкости, но и расход холодной и горячей воды в отдельности. Остальные же параметры, описанные в СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий" , а также диаметр трубопровода, находятся уже в зависимости от показателей расхода воды. Например, одним из таких параметров является диаметр условного прохода счетчика.

    В настоящей статье представлен пример расчета водоснабжения на внутренний водопровод для частного 2-х этажного дома. В результате данного расчета найдены общий секундный расход воды и диаметры трубопроводов для сантехприборов, расположенных в ванной комнате, в туалете и на кухне. Также здесь определено минимальное сечение для входной трубы в дом. То есть имеется в виду труба, которая берет свое начало у источника водоснабжения и заканчивается в месте разветвления ее по потребителям.

    Что касается других параметров, приведенных в упомянутом нормативном документе, то практика показывает, что их рассчитывать для частного дома не обязательно.

    Пример расчета водоснабжения

    Исходные данные

    Количество проживающих людей в доме - 4 человека.

    В доме имеются следующие санитарно-технические приборы.

    Ванная комната:

    Ванная со смесителем - 1 шт.

    Сан. узел:

    Унитаз со смывным бачком - 1 шт.

    Кухня:

    Умывальник со смесителем - 1 шт.

    Расчет

    Формула максимального секундного расхода воды:

    q с = 5·q 0 tot ·α, л/с,

    Где: q 0 tot - общий расход жидкости, одного потребляемого прибора, определяемый согласно п. 3.2 . Принимаем по прил. 2 для ванной комнаты - 0,25 л/с, сан. узла - 0,1 л/с, кухни - 0,12 л/с.

    α - коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от вероятности Р и количества сантехприборов N.

    Определение вероятности действия санитарно-технических приборов:

    P = (U·q hr,u tot) / (q 0 tot ·N·3600) = (4·10,5) / (0,25·3·3600) = 0,0155 ,

    Где: U = 4 чел. - количество водопотребителей.

    q hr,u tot = 10,5 л - общая норма расхода воды в литрах, потребителем в час наибольшего водопотребления. Принимаем согласно прил. 3 для жилого дома квартирного типа с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями.

    N = 3 шт. - количество сантехприборов.

    Определение расхода воды для ванной комнаты:

    α = 0,2035 - принимаем по табл. 2 прил. 4 в зависимости от NP = 1·0,0155 = 0,0155.

    q с = 5·0,25·0,2035 = 0,254 л/с.

    Определение расхода воды для сан. узла:

    α = 0,2035 - ровно столько же, что и в предыдущем случае, так как количество приборов одинаково.

    q с = 5·0,1·0,2035 = 0,102 л/с.

    Определение расхода воды для кухни:

    α = 0,2035 - как и в предыдущем случае.

    q с = 5·0,12·0,2035 = 0,122 л/с.

    Определение общего расхода воды на частный дом:

    α = 0,267 - так как NP = 3·0,0155 = 0,0465.

    q с = 5·0,25·0,267 = 0,334 л/с.

    Формула определения диаметра водопровода на расчетном участке:

    d = √((4·q с)/(π·V)) м,

    Где: d - внутренний диаметр трубопровода на рассчитываемом участке, м.

    V - скорость потока воды, м/с. Принимаем равной 2,5 м/с согласно п. 7.6 , в котором сказано, что скорость жидкости во внутреннем водопроводе не может превышать 3 м/с.

    q c - расход жидкости на участке, м 3 /с.

    Определение внутреннего сечения трубы для ванной комнаты:

    d = √((4·0,000254)/(3,14·2,5)) = 0,0114 м = 11,4 мм.

    Определение внутреннего сечения трубы для сан. узла :

    d = √((4·0,000102)/(3,14·2,5)) = 0,0072 м = 7,2 мм.

    Определение внутреннего сечения трубы для кухни:

    d = √((4·0,000122)/(3,14·2,5)) = 0,0079 м = 7,9 мм.

    Определение внутреннего сечения входной трубы в дом:

    d = √((4·0,000334)/(3,14·2,5)) = 0,0131 м = 13,1 мм.

    Вывод: для снабжения водой ванну со смесителем требуется труба с внутренним диаметром не менее 11,4 мм, унитаза в сан. узле - 7,2 мм, умывальника на кухне - 7,9 мм. Что касается входного диаметра водопровода в дом (для снабжения 3-х приборов), то он должен составлять не менее 13,1 мм.