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.

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.