Как рассчитать и выбрать диаметр трубы для водопровода

В жизни современного человека именно благодаря водопроводу обеспечивается должный уровень комфорта. Впрочем, пристальное внимание на трубы обращают только тогда, когда система не работает. Но можно избежать неприятностей или поломок, если сразу правильно выбрать диаметр трубы для водопровода в частном доме или в квартире — это поможет обеспечить необходимую пропускную способность и надежность работы трубопровода.

Если габариты труб будут меньше необходимого, то в сети будут постоянно высокое давление, из-за которого даже возможны поломки сантехнических устройств. Превышение требуемых габаритов также сказывается негативно — в частности, оно существенно удорожает конструкцию.

Существующие материалы для создания водопроводных сетей

Перед тем, как рассчитать диаметр трубы для водопровода, необходимо выбрать для него материал. Это может быть:

• металл (сталь, медь, чугун, их различные соединения);
• полимерные материалы — пластик, полиэтилен, металлопластик, ПВХ;
• комбинации металлических и пластиковых конструкций.

Какими бы характеристиками не отличались материалы, размеры будут тоже важны. В частности, диаметр пластиковых труб для водопровода (металлических и металлопластиковых тоже) разделяют на внешний и внутренний, от него и толщины стенок как раз и зависит проходимость трубопровода.

На уровень рабочего давления влияют также и определенные особенности материала. В частности, сталь характеризуется надежностью и прочность, но подвержена коррозии, а также отличается большим весом, в связи с чем монтаж системы затруднен. Также внутри стального трубопровода может скапливаться известковый налет — следовательно, диаметр будет уменьшаться, и проходимость системы падать.

Для пластика характерен небольшой вес, простой и легкий монтаж. Такие трубы не накапливают внутри налет и не ржавеют, они недороги и пластичны. Если трубы пластиковые, без металлического слоя, то они могут расширяться из-за нагрева, а вот в металлопластиковых изделиях этот недостаток исключен.

Как выбрать диаметр в зависимости от длины водопровода

Габариты трубопроводов характеризуются следующими параметрами:

• внутренний диаметр: подбирается одинаковым и для фитингов, и для труб;
• диаметр условного прохода — номинальный параметр в мм, необходимый монтажникам;
• номинальный диаметр;
• наружный диаметр;
• толщина стенки;
• длина самих труб.

В независимости от материала, и для стальных и для полипропиленовых труб для водоснабжения диаметр следует подбирать корректно, иначе в системе возникнет турбулизация потока, и вы столкнетесь с постоянными шумами в системе.

Размеры водопроводных труб из полипропилена

Чтобы определить, какого диаметра трубы использовать для водопровода в зависимости от длины создаваемой сети, нужно учитывать среднюю скорость потока (в стандартном водопроводе она равна 0,02 км/с). Также существуют и стандартные рекомендации:

1. Системы длиной менее 10 метров создаются из труб диаметром 20 мм.
2. Для сетей длиной менее 30 м, диаметр трубопровода должен составлять 25 мм.
3. Когда длина системы превышает 30 метров, лучше использовать трубы диаметром 32 мм.

Что же касается стандартной длины самих труб, то она может составлять от 4 до 15 м. Чтобы трубопровод отличался высоким качеством и надежностью, все его элементы, включая фитинги, должны характеризоваться высокими эксплуатационными показателями.

Как диаметр трубы влияет на пропускную способность

Диаметр трубы для водопровода в частном доме или многоквартирном определяет пропускную способность системы. Например, трубопроводная сеть диаметром 25 мм в состоянии пропустить 30 литров в минуту, а труба 32 мм — 50 литров. Однако стоит принимать во внимание и пропускную способность смесителя, которая не превышает 5 л/мин.

Труба водопроводная стальная размеры ГОСТ

На расчет диаметра трубы для водоснабжения оказывает влияние и количество точек потребления воды — чем их больше, тем диаметр трубопровода должен быть больше. Кроме того, на то как выбрать диаметр трубы для водопровода влияют еще и такие факторы как:

• температура транспортируемой среды (трубы для горячей воды должны быть толстостенные);
• количество поворотов и стыков в системе;
• рабочее давление (напор воды).

На заметку: Если планируется создание системы с большим количеством стыков, множеством поворотов, перепадами давления, то потребуется выбирать трубы увеличенного диаметра. Габариты увеличиваются и по мере увеличения водопотребления.

Если ожидается стыковка стальных и полимерных водопроводных труб, то пригодятся стандартные переходники-фитинги — их выбирают так, чтобы диаметр элементов соответствовал обоим типоразмерам. Здесь могут возникнуть сложности, если ожидается работа с алюминиевыми и медными изделиями, поскольку они выпускаются по метрическим стандартам. Так что следует тщательно проверять метрические размеры наружного и внутреннего диаметров и соотносить их с дюймовыми.

Наглядно демонстрирует, как соотносится диаметр водопроводных труб таблица на фото ниже.

О том, какие трубы выбрать для водопровода в квартире, читайте в нашей отдельной статье. Рассматриваем плюсы и минусы разных вариантов.

Если вы остановились на полипропиленовых трубах, то также понадобится подобрать и паяльник для их монтажа. Информация об этом в нашем материале.

Как выполнить гидравлический расчет водопровода

Выяснить пропускную способность трубопровода очень важно. Этот показатель демонстрирует метрическую характеристику — с ее помощью высчитывается количество предельного объема жидкости, которое может пройти через сечение трубы за определенную единицу времени.

С появлением металлопластиковых и полимерных водопроводных труб расчет пропускной способности трубы стал выполняться несколько иначе — ведь они не покрываются известковым налетом и другими многослойными отложениями, не корродируют, то есть не изменяют внутренний диаметр в процессе эксплуатации, и не приводят к потерям транспортируемой среды. Если же говорить о стальных трубах, то они долговечны, но с течением времени их пропускная способность сокращается.

Определение пропускной способности позволяет рассчитать объем транспортируемой жидкости, выбрать способ подключения сантехнического оборудования, подобрать водопроводные трубы соответствующего диаметра. Если этого не сделать, то инженерная сеть будет сбоить при работе — возможен даже такой вариант, что вы откроете кран в ванной комнате, а в кухне при этом вода пропадет.

Что включает в себя понятие гидравлического расчета? Здесь подразумевается:

• выбор материалов для труб;
• определение длины трубопровода;
• расчет числа точек водопотребления и количества сантехнического оборудования;
• определение пропускной способности труб.

Существует три методики расчета пропускной способности трубы в зависимости от диаметра и других параметров:

1. Использование формул. Для них применяются усредненные показатели, в том числе и коэффициент шероховатости, зависящий от конкретного вида труб. Например, для новых металлических труб этот коэффициент составит 0,2. Также для расчета пропускной способности пригодятся следующие параметры — материал и диаметр водопроводной трубы, уклон, под которым проложен ненапорный трубопровод, или давление подачи транспортируемой среды.
2. Использование табличных сведений. В них собраны показатели для каждого конкретного материала. Например, в таблице Шевелева есть сведения о пластиковых, стальных, асбестоцементных и стеклянных трубах.
3. С применением программ по оптимизации водопровода. Это самый современный и удобный метод, поскольку в программах задано множество параметров, необходимых при расчете. Работает она по следующему принципу: вам нужно ввести все запрашиваемые сведения и дождаться получения результата. При массовом подключении точек водозабора именно программа будет оптимальным способом расчета для цельной водопроводной сети. Среди сведений, которые использует программа — внутренний диаметр трубы, длина всего участка, коэффициент шероховатости для выбранного материала трубопровода, коэффициент местного сопротивления в фитингах (тройниках, отводах и так далее), величина уменьшения диаметра при эксплуатации.

Для расчета лучше использовать табличные сведения или программы. В результате вы сможете правильно рассчитать необходимый диаметр трубопровода и оснастить систему всеми нужными аксессуарами, в том числе и компенсаторами. Знание того, как подобрать диаметр трубы для водопровода, обеспечит вам хороший напор при подаче воды, а также отсутствие изменений в напоре при использовании нескольких водоразборных точек.

Расчет сечения водопроводных труб

Устройство водопровода в частном доме или квартире должно в обязательном порядке сопровождаться хотя бы примерными расчетами потребления воды. Это позволит правильно рассчитать необходимый минимальный диаметр трубы, которая будет использоваться. Причем расход воды не зависит от того, какая труба, медная, стальная или пластиковая.

Факторы, которые влияют на выбор диаметра

Определить, какие факторы влияют на диаметр трубы, не сложно.

Среди прочих можно выделить следующие:

• Длина водопровода;
• Напор воды;
• Ее расход за единицу времени.

Итак, если брать во внимание напор воды, то тут есть только одно условие – чем он ниже, тем больше должен быть диаметр. В том случае, когда напор сильный, а диаметр малый, то вода будет поступать, создавая шум. Если же и диаметр малый, и напор тоже, то вода будет «сочиться», а не литься.

Что касается длины водопровода в частном доме или квартире, то существует специальная формула, которая показывает зависимость между толщиной материала и его длиной. Не вдаваясь в эти цифры, можно сказать следующее:

• Когда длина не больше 30 метров, то можно использовать трубы до 20 мм;
• Если длина больше 30 метров, то используется сечение 25 или 32 мм, или больше;
• В том случае, когда длина совсем малая, около 10 м, то используют трубы сечением 10 мм.

Вернуться к содержанию ↑

Как обозначается диаметр и системы перевода

Системы исчисления размеров труб нужно знать хотя бы для того, чтобы правильно можно было выполнить соединение, например, пластиковых труб с медными.

Все дело в том, что металлические трубы имеют разные системы исчисления:

• Медные и алюминиевые измеряются по метрическим стандартам;
• Стальные изделия исчисляются по империческим стандартам.

Имперической системой исчисления пользуются и при производстве пластиковых изделий.

Итак, перевести данные из одной системы исчисления в другую поможет следующая таблица:

Дюймы	Миллиметры
1/2	12.7
3/4	19
7/8	22.2
1	25.4
1.5	38.1
2	50.8

Тут есть и еще одна особенность. Обозначение материалов для водопровода в частном доме или квартире отличается от общепринятых стандартов. Например, полудюймовая труба делается по диаметру меньше 21 мм. Точно такой же диаметр имеет и наружная резьба. Однако обозначается она по-другому – в соответствии со своим внутренним диаметром. На практике такая запись будет иметь добавочное слово в конце «труб», то есть 1/2″ труб.

Поэтому вышеописанные значения пригодны только для водопроводных стальных изделий. Для резьбовых соединений используется следующая таблица:

Дюймы	Миллиметры
1/2	20.7
3/4	26.2
7/8	30
1	33
1.5	46.2
2	58.3

Выбор необходимого размера

Как уже было отмечено, рассчитать необходимый размер можно при помощи различных формул, которые будут учитывать и напор воды в системе водопровода, и ее расход в частном доме или квартире. Однако на практике такими сложными расчетами для внутрикомнатной разводки никто не пользуется. Обычно происходит все гораздо проще:

• Для основной разводки приобретают изделия с размерами 10 и 15 мм (1/2 дюйма);
• Для стояков приобретают изделия с размерами 25 мм (1 дюйм) или 20 мм (3/4 дюйма).

Однако и тут все-таки есть проблемы. Связано это с тем, что указывается всегда внешний диаметр. Внутренний же можно рассчитать, вычтя две толщины стенки. В этом как раз и вся загвоздка – у разных производителей она разная. Поэтому, например, внутреннее отверстие может иметь размер от 11 до 13 мм (для полудюймовой трубы), и от 21 до 23 (для дюймовой). Причем это характерно и для пластиковых водопроводных изделий, и для металлических.

Примерный расчет

Чтобы рассчитать диаметр трубы для водопровода частного дома или квартиры, необходимо знать некоторые априорные данные. Например, расход воды, давление, количеств изгибов и так далее.

Однако, как уже было сказано ранее, таких сложных расчетов никто никогда не делает, особенно, если речь идет о частном доме.

Итак, опытным путем установлено, что нормальным потоком из обычного смесителя считается тот, который выдает примерно ¼ литра в секунду. Примем эту цифру за стандартный расход.

Что касается напора в водопроводных трубах, то в многоквартирных домах он может колебаться в широком диапазоне от 1 до 6 атмосфер. Поэтому примем напор в среднем в 2 бара.

На основе этого получим следующие исходные данные:

• Напор 2 бара;
• Расход 0,25 л/с;
• Длина водопроводных изделий равна 10 метрам;
• Предположим, что будет использоваться металлопластиковый материал с размером в 16 мм (стандартный размер для пластиковых труб).

Отсюда сразу известно, что внутренний диаметр будет равен примерно 12 мм, так как стенки равны 2 мм.

Водопровод частного дома

Итак, сперва определим скорость потока в водопроводных элементах. Для этого применим формулу:

V=(4*Q)/(π*D2), в которой:

• Q – расход жидкости, выраженный в кубометрах за секунду (в нашем случае это 0,00025);
• D – внутренний диаметр, выраженный в метрах (0,012 м);
• П – константа 3,14.

Подставив эти значения, получим: 4*0,00025/3,14*0,012*0,012 = 2,21 м/с.

Следующим шагом необходимо найти число Рейнольдса по формуле:

Re = V*D/v, где v – табличное значение для температуры 16 градусов.

Подставив уже известные значения, получим 22882.

Далее необходимо посмотреть таблицу, в которой нужно отыскать формулу для гидравлического трения. Предположим, что нужна формула из первой области:

Лябда = 0,3164/Re в 0,25 степени, подставив в нее значения, получим 0,0257.

Следующим шагом следует узнать потери напора. Делается это по формуле:

• H – потери;
• L – длина трубопровода;
• g – ускорение свободного падения, то есть 9,81 м/с в квадрате;
• V – скорость потока;
• D – диаметр.

Подставив все значения, получим число 5,34 м.

Дальше остается только анализ полученного результата. Итак, мы приняли напор в 2 бара, что соответствует 20 метрам напора. Результат получился 5,34 метра, что меньше 20, значит, выбранный диаметр подходит, причем с запасом.

В каком-либо другом случае, когда эта цифра была бы больше, необходимо увеличить размер выбранного материала.

Краткий вывод

Итак, видно, что выбор необходимого размера зависит от многих параметров, от потока воды, от потребляемого ее количества, от некоторых свойств самих изделий. Расчет оптимального значения, в своем полном содержании, связывает все эти параметры воедино, то есть он должен учитывать все их. Однако для домашнего водопровода приведенного выше варианта вполне достаточно.

Поскольку потери давления во много обусловлены наличием в системе разных углов, тройников и подобных элементов. Чтобы учесть и этот фактор, как показывает практика, необходимо просто добавить к конечному числу еще 10% процентов. Надо сказать и то, что на все остальные факторы, которые не учитывались при производстве расчетов, так же следует добавлять те же 10%.

Вода в частном доме