Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы

Если хозяин дома берется за самостоятельное проектирование системы водоснабжения, то ему предстоит решить множество различных задач. Одна из основных – это правильный подбор труб для прокладки магистралей от источника к дому и для внутренней разводки. Они выбираются по нескольким важным критериям, в зависимости от условий эксплуатации на конкретном участке. Но обязательным общим критерием является достаточность диаметра трубы для полноценной работы всего водопровода или его отдельной «ветки».

Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы

Согласитесь, мало толку от неправильно спланированного водопровода, если от недостаточного поступления воды из кранов льются слабые струйки, принять нормально душ в приобретенной кабинке – не выходит, стиральная или посудомоечная машина начинают сигнализировать кодами ошибок и т.п. Не особо комфортна бывает даже та ситуация, когда работа одного сантехнического прибора сказывается на возможностях другого. Например, кто-то моется в ванной, и поэтому на кухне практически ничего нельзя делать из-за слаого напора. А ведь таких точек в доме может быть и намного больше! Все эти неприятности, чаще всего – от неправильно подобранного диаметра трубы на определённом участке. И он просто не справляется с нужными объёмами подачи воды на конечные устройства.

Определиться с этим параметром поможет калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы. Ниже будет дано несколько полезных пояснений по работе с ним.

Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы

Пояснения по работе с калькулятором

Расчет – совсем несложен, базируется на известных физических и геометрических формулах и на рекомендациях по эксплуатации водопровода и сантехнических устройств, изложенных в СНИП.

Итак, необходимо найти диаметр D, который обеспечит прохождение через трубу за единицу времени требуемого количества воды.

Вспоминаем формулу площади круга (в нашем случае – это внутреннее сечение трубы)

S = π × D² / 4

S — площадь сечения трубы, м²

D — внутренний диаметр трубы, м;

π — не требующая особого представления константа, значение которой можно взять равным 3.14 – супер-точность нам не требуется.

Отсюда, диаметр равен:

D = √(4 × S / π)

Идем дальше. Наш водопровод с сечением S должен быть способен обеспечить определенный расход воды на точке потребления (одной или одновременно нескольких).

Количество воды, проходящее через трубу в единицу времени (а это и есть расход), определяется несложной формулой:

Q = S × V

Q — необходимый расход воды, м³/с;

V — скорость потока воды в трубе, м/с.

Преобразуем это выражение для определения площади сечения S…

S = Q / V

… и подставим в первую формулу. Тем самым – получим необходимое нам рабочее выражение.

D = √ (4 × Q / (π × V))

Так как в формуле присутствуют числовые константы, можно сделать с ними некоторые упрощения. В итоге перед нами готовая формула для дальнейшей работы.

D = 1,129 × √ (Q / V)

Теперь о том, откуда берутся исходные величины.

• Расход воды. Любой сантехнический прибор характеризуется свойственным ему расходом воды (литров в секунду), при котором не нарушается комфортность пользования или корректность работы устройства. Аналогично – и для бытовой техники, подключаемой непосредственно к водопроводным трубам (стиральных и посудомоечных машин).

Примерные значения таких расходов показаны в таблице ниже:

Разновидности сантехнических приборов и бытовой техники, подключаемой к водопроводу.	Примерный нормальный расход (литров в секунду)
Смеситель умывальника	0.1
Сливной бачок унитаза	0.1
Биде	0.08
Смеситель на кухонной мойке	0.15
Посудомоечная машина	0.2
Смеситель с душем для ванны	0.25
Душевая кабинка обычная	0.25
Душевая кабинка или ванна (джакузи) с гидромассажем	0.3
Стиральная машина-автомат	0.3
«Хозяйственный» кран ¾» (полив участка, мытье автомобиля, уборка и прочие надобности)	0.3

Практика, да и расчеты показывают, что для любой точки, потребляющей до 0,15 л/с обычно бывает достаточно диаметра трубы в 15 мм (½»), до 0,25÷0,3 л/с – 20 мм (¾»). Но хорошо спланированная водопроводная система должна обеспечивать и одновременную работу нескольких сантехнических и бытовых приборов. То есть значение расхода может быть и значительно выше. Безусловно, вероятность того, что все они будут включены разом – очень невелика. Поэтому при подсчете суммарного расхода в формулу вводят вероятностный коэффициент, зависящий от общего количества подключённых на рассчитываемом участке точек потребления.

В нашем калькуляторе этот коэффициент тоже предусмотрен. Пользователю необходимо лишь указать, какие конкретно приборы и в каком количестве подключены в системе (не менее двух). Или на определённом ее участке, для которого проводится расчет – например, на одном из ответвлений коллектора.

Суммарный расход программа подсчитает самостоятельно.

• Скорость потока воды в трубе. В соответствии с положениями СНИП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» скорость потока во внутренних водопроводных сетях ограничивается максимальным значением в 3 м/с. Однако, практика показывает, что для домашних систем с их преобладанием труб малого диаметра (до 1 дюйма) скорость потока желательно иметь поменьше. Дело в том, что с ее ростом резко увеличиваются показатели гидравлического сопротивления. И плюс к тому — на этом фоне водопровод частенько начинает чувствительно шуметь.

Считается, что для домашних условий оптимальными значениями скорости, при которых достигается «гармония» между производительностью трубы (расходом) и требуемым напором воды, будет диапазон примерно от 0,6 до 1,0 м/с.

Впрочем, это рекомендация, и никто не мешает просчитать и для других показателей скорости — как больше указанного «номинала», так и меньше его. В программе такая возможность предусмотрена.

Результат показывается в миллиметрах.

Надо сказать, что это, возможно, еще не конечный… Возможно, придётся вносить корректировки на потери напора.

Как проверить проектируемый участок водопровода на потери напора?

Если упустить этот момент, то может случиться, что напор воды на конечной точке окажется слабоват для нормальной работы устройств. Заранее проверить собственный проект поможет калькулятор расчета потерь напора в водопроводе.

Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме: какие факторы влияют и как провести расчеты

Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме, нужно знать при самостоятельном устройстве водопровода, чтобы избежать лишних трат и поломок при эксплуатации. Правильный выбор материалов, размеров, способов соединения влияет на стоимость проекта, на надежность системы и на эксплуатационные расходы.

Размерные характеристики труб

Трубы для водопровода (независимо от материала, из которого они изготовлены) имеют общие размерные характеристики:

• внутренний диаметр;
• наружный диаметр;
• толщина стенок;
• общая протяженность.

Кроме этих характеристик, при выборе следует учитывать число поворотов и соединений при прокладке гидросистемы.

Главным показателем для водопроводных труб считается внутренний диаметр, от него зависит напор и расход воды в конечных точках системы, в кранах, внутреннее давление в трубопроводах, бесшумность его работы.

Взаимосвязь характеристик

Размерные характеристики взаимосвязаны. Например, если увеличивается напор во входящем трубопроводе, то при неизменном сечении давление в гидросистеме станет выше, могут начаться неприятности: протекать соединительные фитинги, водопровод станет шуметь.

Как длина водопровода влияет на диаметр труб

Стандартные размеры трубопроводов, их диаметры измеряются в дюймах. 1 дюйм равен 25,4 мм. Дюйм обозначается в литературе и на схемах значком двойного апострофа – «”». В системах внутреннего водоснабжения как дома, так и квартиры используют калибры в 0,5 дюйма или в 3/4 дюйма. Обозначаются они как 1/2″ или 3/4″.

Необходимый диаметр трубных элементов прямо пропорционален их общей длине. Диаметр труб для водопровода в квартире не превышает 20 мм.

Такое же сечение используется и в загородном частном доме при небольшой, до 10 м, длине. При протяженности водопровода в здании, достигающей 30 м, нужно брать трубу в поперечине 25 мм, если длина больше, то следует выбрать 32 мм.

Количество соединений, поворотов и точек водоразбора тоже влияет на рекомендуемый диаметр в сторону увеличения. Если неправильно подобрать производительность трубопроводов при достаточном количестве точек потребления, это может привести к тому, например, что открытие крана в одном помещении приведет к уменьшению напора и пропаданию воды в другом.

В частном доме число точек разбора воды бывает больше, чем в городской квартире. Одновременное использование большинства из них может даже привести к неработоспособности бытовой техники, стиральной или посудомоечной машины.

При проектировании и монтаже системы лучше использовать трубы с запасом по сечению, особенно в частном доме при отсутствии центрального водоснабжения. Водяные стояки имеют диаметр больший, чем отводы, идущие от стояка к точкам потребления.

Почему диаметр труб определяет пропускную способность водопровода

По законам гидродинамики через любое сечение проходит одинаковое количество воды в единицу времени. При постоянном напоре и изменяющихся сечениях в трубах слишком маленький размер сечения приведет к постоянно высокому давлению в системе, что снизит ее надежность, может приводить к поломкам. Пользоваться кранами при повышенном давлении в сети неудобно.

Для правильного расчета водопровода необходимо учитывать пропускную способность труб. Она должна соответствовать количеству точек потребления, тому, какое количество воды расходует то или иное сантехническое устройство. Водопроводный кран расходует не более 5 л воды в минуту.

При расчете диаметра трубопроводов нужно учитывать:

• общую длину;
• количество ответвлений;
• число стыков и поворотов;
• водяной напор, создаваемый насосом скважины

Для частного загородного дома нет смысла делать точные расчеты, с применением сложных формул и компьютерных программ. Достаточно такого расчета.

Водопроводный кран расходует не более 5 л воды в минуту.

Через трубу в 25 мм может проходить до 30 л/мин, при диаметре 32 мм пропускная способность возрастает до 50 л/мин. На 10 точек разбора воды достаточно входной трубы в 1 дюйм. Для большей точности можно обратиться к таблицам Шевелевых. Еще одно общее правило: больше диаметр – ниже напор.

Материал, из которого изготовлены трубы, влияет на выбор их размерных характеристик. Для водоснабжения дома могут использоваться трубы из полимеров: пластика, ПВХ, металлопластика, полиэтилена. Возможно создание системы водоснабжения из стали, нержавеющей стали или из меди.

Типовые решения

Для подачи воды от скважины к дому используют трубы из ПНД – полиэтилена низкого давления, металлопластика, полипропилена и меди.

Трубы из ПНД – полиэтилена низкого давления

Материал отличается простотой сборки, не требуется никаких инструментов. Используют только специальные недорогие фитинги, которые затягиваются вручную, обеспечивая герметичность соединений.

Трубы из ПНД не лопнут, даже если в них замерзнет вода. Подходят только для холодной воды, поэтому оптимальны для введения воды в дом.

Из ПНД можно и полностью изготовить систему водоснабжения. Такое решение подходит в случае создания только системы ХВС, холодного водоснабжения помещений.

Для получения горячей воды в этом случае используются электрические водонагреватели.

Такая схема водоснабжения применяется в домах для сезонного проживания или в нежилых постройках, таких как баня, летняя кухня и т.п. Внутри дома используют другие виды материалов.

Трубы из металлопластика

Один из самых популярных – металлопластик. Сочетает в себе легкость пластиковых труб и прочность металла, не ржавеет, внешняя поверхность не проводит электричество, внутренняя – не дает образовываться осадку.Цена таких труб меньше, чем медных или из нержавеющей стали.

Гибкость этого материала делает его монтаж несложным, можно обеспечить минимально возможное количество стыков и соединений, для него достаточно пресс-фитингов и обыкновенного разводного ключа. Пригодны для использования в системах горячего водоснабжения

К недостаткам металлопластика можно отнести необходимость периодической подтяжки резьбовых соединений. Эстетически металлопластик также не выдерживает конкуренции с трубами из меди или нержавеющей стали. Такие трубы дополнительно закрываются декоративными панелями.

Трубы из полипропилена

Еще одним типовым решением может быть использование труб из полипропилена. Долговечность этого материала достигает 50 лет. Выпускаются армированными и неармированными.

С армированием подходят для горячего водоснабжения, без армирования – только для холодного. Требуется внимательность при закупке и монтаже.

Монтаж относительно несложен, особенно по сравнению с медью или нержавейкой, однако требует специального оборудования и высокой квалификации работника.

Самостоятельная починка их невозможна. Полипропиленовые трубы жесткие, поэтому по количеству поворотов и стыков система из полипропилена аналогична водопроводу из металлических конструкций.

К недостаткам можно отнести склонность к температурным расширениям, что требует использования утеплителя или компенсаторов. Сложно рекомендовать к использованию в летних домах.

Медные трубы

У водопровода из меди отличный внешний вид, он не нуждается в каких-либо декоративных панелях, сам является украшением комнат.

Меди не страшны перепады температуры, она служит 70 лет и более, не ржавеет и практически не зарастает. Такой водопровод имеет и противомикробный эффект, делает воду безопаснее и вкуснее.

Недостаток у такого водопровода один – высокая цена как материала, так и монтажа. Требуется пайка соединений, что качественно может сделать только специалист высокой квалификации.