Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме — снаружи и внутри

Прокладка внутреннего трубопровода является одним из важных этапов работ после строительства индивидуального жилья. При отсутствии плана или самостоятельном монтаже часто приходится решать задачу, какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме.

Стоит отметить, что для точного нахождения трубных диаметров необходимо учитывать широкий ряд факторов, пользоваться табличными данными или формулами для расчетов. С другой стороны, задача не столь сложна, если воспользоваться стандартными методами определения размеров труб по многократно проверенным рекомендациям специалистов.

Рис. 1 Варианты устройства в доме внутреннего водопровода

Требования к трубам водоснабжения и их разновидности

В индивидуальных домах для подачи горячей и холодной воды используют несколько разновидностей труб. Их физические параметры обеспечивают длительный эксплуатационный срок при заданных температурных и напорных характеристиках рабочей среды.

Основные требования к трубопроводам по СНиП 2.04.01-85:

• Они должны выдерживать рабочее давление в сети не менее 4,5 бар при температуре холодной воды 20 °С в течение 50 лет эксплуатации.
• При постоянной температуре горячей воды около 75 °С расчетный эксплуатационный срок трубопровода не должен опускаться ниже 25 лет.

СНиП 2.04.01-85 также устанавливает, каким должен быть внутренний водопровод. Он допускает применение полимерных труб из полиэтилена низкого давления (ПНД), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полибутилена (ПБ), металлопластика, стеклопластика, прочих пластиков и их композитных соединений.

Из металлов допускается прокладывать трубопроводы из меди, бронзы, латуни, стали с наружным и внутренним антикоррозионным покрытием.

При использовании в горячем водоснабжении данным условиям удовлетворяют не все трубы, поэтому часто трубопроводы с горячей и холодной водой монтируют из разных материалов.

Несмотря на широкий ряд труб, разрешенных для укладки внутреннего водопровода, их применение ограничивает следующий важный фактор.

Внутренний трубопровод должен иметь наименьшую теплопроводность, чтобы исключить нагрев холодной и остывание горячей воды.

В итоге в списке труб, из которых можно сделать водопровод, должны отсутствовать все металлические изделия. Также не подойдут и полимеры, армированные металлами — полипропилен с алюминиевой оболочкой и металлопластик.

Если исключить из рассмотрения редкие и соответственно малоиспользуемые трубы из полибутилена, стеклопластика, клеевого поливинилхлорида, то ответ на вопрос, какие трубы лучше выбрать для водоснабжения, станет очевиден.

Используемыми останутся два вида труб, и это полипропилен ПП и полиэтилен низкого давления ПНД. Каждый из этих материалов благодаря толстым стенкам имеет низкую теплопроводность — 0,25 Вт/м·°С у полипропилена и 0,32 Вт/м·°С у полиэтилена низкого давления.

Рис. 2 Примеры прокладки наружной водопроводной магистрали

Какой диаметр задают для измерений

Так как каждая трубная оболочка имеет наружный и внутренний диаметр, при их задании может возникнуть путаница. Любому пользователю, вплотную занимающемуся прокладкой водопровода, следует знать, что трубы из металлов и пластиков измеряют по-разному.

Диаметр металлических труб задается их внутренним проходным каналом, его называют номинальным или условным. Связано это с тем, он привязан к ближайшему значению из стандартизированного ряда и не соответствуют реальной величине. Пример стандартного числового ряда условных диаметров стальных труб: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65 мм.

Иногда диаметры стальных трубопроводов указывают в дюймах с дробными долями, соотнося их с размерами миллиметрах: 1/2 — 15 мм, 3/4 — 20 мм, 1 — 25 мм, 1 1/4 — 32 мм, 1 1/2 — 40 мм.

Размеры всех полимерных труб задают их наружным диаметром в миллиметрах. Они должны соответствовать стандартному числовому ряду, его фрагмент: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 мм.

Этот показатель точно соответствует размерам в миллиметрах и не задается в дюймах.

В маркировке полипропиленовых труб всегда указывается толщина стенки, благодаря чему несложно вычислить диаметр проходного канала. Это может быть важно при проведении гидравлических расчетов.

Иногда на них ставят символ SDR, равный результату от деления наружного диаметра на толщину стенки. Чем ниже SDR, тем более толстостенной считается пластиковая труба.

Стоит отметить, что в отличие от стальных, размеры труб из меди и нержавейки задают их наружным диаметром.

Трубы PN10 для холодной воды, рабочая температура 20 º С давление 10 атм., отрезки 4 м

Размер мм Наружный диаметр мм Толщина стенки мм Водоемкость л/м 20 х 1,9 20 1,9 0,206 25 х 2,3 25 2,3 0,327 32 х 3,0 32 3,0 0,531 40 х 3,7 40 3,7 0,834 50 х 4,6 50 4,6 1,307 63 х 5,8 63 5,8 2,075 75 х 6,9 75 6,9 2,941 90 х 8,2 90 8,2 4,254 110 х 10,0 110 10,0 6,362

Таблица 1. Размеры полипропиленовых труб для холодной воды

Трубы PN16 для горячей воды, рабочая температура 60°С, давление 10 атм., отрезки 4 м

Размер мм Наружный диаметр мм Толщина стенки мм Водоемкость л/м 20 х 2,8 20 2,8 0,206 25 х 3,5 25 3,5 0,327 32 х 4,5 32 4,4 0,531 40 х 5,6 40 5,5 0,834 50 х 6,9 50 6,9 1,307 63 х 8,7 63 8,6 2,075 75 х 10,24 75 10,3 2,941 90 х 12,5 90 12,3 4,254 110 х 15,2 110 15,1 6,362

Таблица 2. Размеры полипропиленовых труб для горячей воды

Особенности полипропиленовых труб

Трубы из полипропилена занимают лидирующее положение по широте использования в водопроводах частных домов и коммунальных квартир. Им нет достойных конкурентов по стоимости, простоте монтажа и практичности при прокладке магистралей холодного водоснабжения (ХВС). Основной недостаток полипропилена — высокий коэффициент линейного расширения при нагревании, в данном случае не является важным фактором.

В трубопроводах горячего водоснабжения (ГВС) обычный полипропилен не применяют из-за недостаточной термостойкости и высокого коэффициента линейного удлинения.

Там лучше использовать соэкструзированный материал, представляющий собой полипропиленовую трубу с внутренней стекловолоконной оболочкой. Стекловолокно повышает термостойкость всей трубы и уменьшают ее тепловое расширение.

Полипропиленовые трубы соединяют пайкой, если стыкуют два отрезка одинакового диаметра, сверху на них одевают, в зависимости от монтируемого узла, муфту, отвод или тройник. Такой способ соединения называется раструбным. Благодаря этому методу проходное сечение полипропиленового трубопровода на всех участках остается неизменным. Благодаря большому количестве различных полипропиленовых фитингов, можно спаять практически любой узел. При стыковке трубных отрезков разных диаметров используют переходные муфты.

При одинаковых наружных размерах диаметр проходного канала ПП-труб намного меньше, чем у металлических или полимерных аналогов из сшитого полиэтилена.

Что касается напорных характеристик, то обычный полипропилен выдерживает давление от 10 (PN10) до 20 (PN20) бар в течение всего эксплуатационного срока. Армированный стекловолокном трубопровод может работать длительный период при напоре рабочей среды до 20 (PN20) или 25 (PN25) бар в условиях повышенных температур.

Рис. 3 Размеры труб из полиэтилена

Трубы из полиэтилена низкого давления

Трубы из ПНД используют для наружной прокладки водопроводов. Их выпускают в отрезках и бухтах диаметров, соответствующих стандартному числовому ряду.

Существует несколько марок полиэтилена в зависимости от его внутренней структуры, трубы изготавливают из ПЭ-80 и ПЭ-100, лучший из них последний.

В отличие от полипропиленовых, у ПНД-труб толщина стенки может варьироваться в более широких границах. Для них также установлено размерное соотношение наружного диаметра к толщине стенки SDR, и оно может быть разным в диапазоне от 2,5 до 41.

ПНД-трубы рассчитаны на транспортировку воды с температурой, не превышающей 40 °С. Понятно, что их используют только в системах холодного водоснабжения.

Что касается напорных характеристик, то давление, которое может выдержать ПНД труба, лежит в диапазоне от 2,5 до 25 бар и напрямую зависит от SDR.

ПНД трубы соединяют при помощи компрессионных наружных муфт, так что их внутренний диаметр на всем протяжении трубопроводной магистрали остается неизменным.

Выбираем обсадные трубы для скважины

При оборудовании скважины особое внимание уделяют подбору труб для бурения (обсадных колонн). Трубы нужны для того, что бы вода из водоносного горизонта через фильтр попала в ствол скважины, а погружной насос откачал её на поверхность. Кроме того колонны служат для укрепления ствола скважины и его изоляции от верхних водоносных слоев.

Прежде чем заняться бурением, желательно выяснить, какие трубы лучше для скважины.

Назначение и особенности труб

Для бурения используют трубы со стандартными диаметрами из следующего размерного ряда: 32, 90, 114, 125 мм и выше.

Чем больше производительность системы водоснабжения и насоса, тем выше требуемый диаметр трубы. При этом не следует брать его с лишним запасом. При завышенном сечении падает напор и растет цена.

Применяемость труб разных размеров:

• 32 мм – для подачи воды на высоту до 10 м с помощью наружного самовсасывающего насоса (гидрофора). По трубе к воде спускают гибкий шланг;
• 90-125 мм – в трубу опускают погружной насос при глубине скважины более 10 м.

Как определиться с размером диаметра трубы

Колонна должна плотно прилегать к пробуренному отверстию, обеспечивать подачу нужного количества воды, не деформироваться под давлением.

Выбор трубы в зависимости от глубины предполагаемой скважины

Структура грунтов на разных участках неодинакова, для нее свойственна разная степень подвижности. Чтобы решить, какую трубу лучше выбрать, следует определить, с какого слоя насос будет качать воду. Глубину ее залегания и состояние грунта можно уточнить у соседей или заказать проведение инженерно-геологического исследования.В зависимости от глубины буровики делят скважины на 3 вида:

1. Абиссинская скважина, как правило, до 10 м. Тип питание –поверхностные воды. Для таких скважин подойдут трубы с диаметром 32 мм.
2. Скважина на песок – 10-80 м. Тип питание — первый водоносный горизонт, реже второй. Для обсадки такой скважин обычно применяют трубы сечением 90, 125 мм. Скважина предназначена для обеспечения водой частного дома или дачи. В Беларуси — 99% скважин именно такие.
3. Артезианская скважина (иногда их называют «на известняк» — хотя в Беларуси такие скважины есть только в Витебской области и на глубине от 100м.). Водоносный слой пролегает на глубине, как правило, глубже 80 м. Это третий и больше водоносный горизонт. В зависимости от типа насосного оборудования потребуется труба сечением от 125 мм и выше.

Важно. При бурении скважины до первого водоносного горизонта не нужно получать никаких разрешений. Все остальное — проектные скважины.

Выбор труб по дебиту скважины

Дебит является важной характеристикой водоносного слоя и характеризует способность скважины выдавать определенное количество кубометров воды в час. Показатель водоотдачи определяется специалистами при бурении, после окончания работ фиксируется в паспорте скважины, который выдается на руки хозяину. С учетом паспортного дебита предварительно подбирают насос.

Дебит скважины,м3/ч	Рекомендуемый условный диаметр насоса, дюймов	Ориентировочный диаметр обсадной колонны, мм
До 7	3	89 — 110
До 14	3-4	114 — 159
До 40	3 — 6	168 и выше

Есть мнение, что водоотдача напрямую зависит от диаметра трубы, но это не совсем так. Большее влияние на дебит оказывает скважность фильтра (процент отверстий от его суммарной площади) и качество водоносной породы. К примеру, через крупнозернистый песок вода просачивается в десятки раз лучше, чем через пылеватую почву.

Тип и размер насоса

Чтобы точно посчитать диаметр обсадки, составляют схему водоснабжения. На ней отмечают все точки потребления: расходные краны, душевые, санузлы, отводы для полива. Суммируют максимальные расходы сантехнических приборов (для бытового крана — 0,4 м3/час, душа – 1,1 м3/час, стиральной автоматической машины – 0,7 м3/час). Сумма показателей – это минимальная производительность насоса.

Чтобы не проводить расчет, можно воспользоваться среднестатистическими показателями. Для семьи из 4-5 человек оптимальным является расход 3 м3/час. Если жильцов больше, есть домашние животные и огород, потребление доходит до 5 м3.

Подбирают марку насоса с конкретными габаритами и рассчитывают диаметр обсадной трубы. К наружному паспортному диаметру насосного оборудования прибавляют 4-5 мм (минимальный зазор для свободного перемещения насоса) и удвоенную толщину стенки.

Учитывая диаметры самых ходовых насосов, имеем следующие результаты:

• При расходе 3 — 7 м3/час используют насос диаметром 3 дюйма (76 мм). Устанавливать его можно в трубу с наружным диаметром 89.
• Производительность 5 — 14 м3/час обеспечивает 4-х дюймовый насос (102 мм). Он стыкуется с обсадной трубой наружным диаметром 114.

Насосы на 4 дюйма представлены более широко, а 3-х дюймовые немногочисленны, хотя по надежности они не уступают большим. Вес тонких насосов несколько меньше, зато они длиннее больших аналогов на 25-30%. Популярный насос «Водолей» на 76 мм с расходом 2 м3/час монтируется в трубе диаметром 100 мм, а для его модификации на 4,3 м3/час подойдет труба 125 мм.

Какой материал лучше?

Рынок заполнен разнообразными трубами, произведенными из стали и пластика. Далее приводится их сравнительная характеристика.

Сталь: плюсы и минусы

Стальные трубы делают из обычной стали, реже из нержавейки, с оцинкованным или эмалевым покрытием. Обладают следующими достоинствами:

• механическая прочность – изделие с 6-миллиметровой стенкой легко выдерживает любые смещения грунта и позволяет выполнять чистку скважины, не опасаясь возможных повреждений;
• герметичность – отдельные трубы свариваются между собой, что исключает проникновение вод с верхних cлоев;
• хорошая ремонтопригодность;
• устойчивость к ржавлению при правильной герметизации выхода трубы оголовком — «в воде отсутствует достаточное количество кислорода для того, чтобы труба внутри ржавела»;
• долговечность – срок службы составляет как минимум 50 лет, что подтверждается реальными фактами.

Недостатком изделий из нержавеющей стали является их дороговизна. Эмалированные трубы при установке образуют сколы, что в дальнейшем грозит быстрой коррозией. Оцинкованные трубы дешевле, но при взаимодействии с водой образуется оксид цинка – есть мнение, что он опасен для здоровья.

К недостаткам железных труб, по словам организаций, использующих ПВХ трубы, можно отнести: подверженность железа химическим реакциям, коррозийную неустойчивость, малый срок эксплуатации (якобы не более 10 лет), большой вес, меньшую гигиеничность по сравнению с ПВХ.

Преимущества и недостатки пластика

Организации, использующие ПВХ трубы, к их преимуществам приписывают:

• высокую химическую стойкость;
• долговечность- например «гарантированный срок эксплуатации- 50 лет и более(хотя откуда такие данные, если 50 лет назад пластиковые трубы не использовались?)»;
• лёгкость, дешевизну, по сравнению с железными (видимо, поэтому и используются этими организациями, причём цены на скважины с такими трубами практически не отличаются от цен на скважины с железными, профит!).

К недостаткам ПВХ труб, по словам организаций, использующих железные, можно отнести:

• плохую механическую стойкость (схлопывание, переламывание при движении различных слоёв грунта), поэтому их не используют для оборудования скважин глубже 80 м.
• негерметичность на стыках по резьбе при «экономии» на герметизирующих прокладках (ПВХ трубы вкручиваются одна в другую при формировании обсадной колонны), через которые вода с верхних слоёв может проникать в скважину (хотя иногда пластиковые трубы спаивают между собой через муфту, в которую они вставляются),
• плохую ремонтопригодность — «пластиковую колонну нельзя отремонтировать»,
• чувствительность к низким температурам — если установка скважины будет выполнена неверно, и вода окажется близко к поверхности, зимой из-за замерзания воды пластиковую трубу может разорвать.
• плохоизученное и, возможно, негативное, влияние пластика на здоровье людей при использовании воды из «пластиковой» скважины в качестве питьевой — однако производители утверждают про абсюлютную безопасность для здоровья и соответствие ГОСТам

Таким образом, однозначного ответа что лучше, железо или пластик, дать невозможно, и заказчик скважины должен сам решить на основании всех плюсов и минусов, что именно для него будет лучше.

Если у вас есть вопросы — пишите их в комментариях, постараемся найти на них правильные ответы.