Расчет напора перед санитарно-техническими приборами

Calculation of Head Before Sanitary-Plumbing Fixtures. Designer’s aid

I. V. Goryunov, Head of SMART WATER Project, Elita Group of Companies

Keywords: water supply system, water flowrate, water head, pressure

This article presents a method allowing to determine the minimum and maximum water head before sanitary-plumbing fixtures that ensures matching of the actual and design water flowrate, i.e. such head, where the actual flowrate of an equivalent fixture will be equal to design flowrate of an equivalent fixture.

В данной статье изложена методика, позволяющая определить минимальный и максимальный напор перед санитарно-техническими приборами, при котором обеспечивается соответствие фактического и расчетного расхода воды, т.е. такой напор, при котором фактический расход эквивалентного прибора будет равен проектному расходу эквивалентного прибора.

Расчет напора перед санитарно-техническими приборами

И. В. Горюнов, руководитель проекта «УМНАЯ ВОДА», Группа компаний «Элита», i.goryunov@smartwater.su

Введение

В условиях разнообразия систем водоснабжения холодной и горячей воды проектировщики сталкиваются с определенными трудностями при расчетах по причине отсутствия в нормативной документации точных диапазонов для некоторых величин [1].

Так, например, для определения напора насосной установки согласно п. 7.3.2 СП 30.13330.2016 [2] необходимо знать величину минимального напора перед санитарно-техническим прибором, которую следует принимать по паспорту прибора. Часто эти данные отсутствуют в паспортах производителей. В то же время ГОСТ 19681-2016 [3] предписывает, что определенный тип водоразборной арматуры должен обеспечивать определенный расход воды.

В п. 5.3.1.6 [2] устанавливается величина максимального давления перед санитарно-техническим прибором – 0,45 МПа. При проектировании эта величина должна быть скорректирована (в меньшую сторону). Для этого необходимо произвести расчет системы водопровода с учетом набора различных санитарно-технических приборов и с учетом значения проектного расхода эквивалентного санитарно-технического прибора (п. 5.2.2.1 [2]).

В данной статье изложена методика, позволяющая определить минимальный и максимальный напор перед санитарно-техническими приборами, при котором обеспечивается соответствие фактического и расчетного расхода воды, т.е. такой напор, при котором фактический расход эквивалентного прибора будет равен проектному расходу эквивалентного прибора (эта величина используется для вычисления расчетного расхода воды согласно п. 5.2.2.2 [2]).

Проиллюстрируем методику на примере системы водопровода холодной воды жилого здания: в 15-этажном доме имеется восемь последовательно расположенных стояков; высота этажа – 3 м; в каждой квартире имеется: умывальник, мойка и ванна (все со смесителями); потери напора в сети водопровода – 10 м.

Минимальный напор

Из табл. А.1 [2] имеем секундные расходы холодной воды для санитарно-технических приборов (табл. 1).

Из табл. 1 [3] имеем расход воды, который должна обеспечивать водоразборная арматура при минимальном давлении 0,05 МПа (табл. 2).

Чтобы обеспечить требуемые расходы по [2], необходимо увеличить напор относительно [3]. Перерасчет напора производим для диктующих санитарно-технических приборов самой удаленной квартиры (15-й этаж, стояк В1-8).

Перерасчет напоров производим по формуле подобия

Результаты расчета сведены в сравнительную табл. 3. В колонке «по СП 30» табл. 3 показаны необходимые напоры и расходы, но так как все приборы в квартире запитаны от одного источника (квартирного ввода водопровода), дальнейшие расчеты выполняем по максимальному напору – 11,3 м. Фактические расходы при этом напоре у умывальника и мойки увеличатся (см. табл. 3, колонку «фактический»).

Перерасчет расходов производим по формуле подобия

Таким образом, на эквивалентном приборе квартиры (15-й этаж, стояк В1-8) требуется напор 11,3 м, чтобы обеспечить расход 0,13 л/с. Проводим гидравлический расчет, используя программу «УМНАЯ ВОДА» [4], и определяем напоры и расходы во всех квартирах. Напоры и, следовательно, расходы будут больше (табл. 4). Так, например, для 1-го стояка на 1-м этаже напор составит 62,5 м, расход – 0,31 л/с.

Фактический расход эквивалентного прибора здания составит 0,224 л/с. Этот расход вычисляется как среднее арифметическое расходов всех санитарно-технических приборов в здании в диапазоне от 0,13 л/с при напоре 11,3 м (15-й этаж, стояк В1-8) до 0,31 л/с при напоре 62,2 м (1-й этаж, стояк В1-1).

Термины, использованные в статье

Эквивалентный санитарно-технический прибор. Условный санитарно-технический прибор, характеристика которого является усредненной для определенного количества различных санитарно-технических приборов (в квартире, здании и т. п.). Проектный расход эквивалентного санитарно-технического прибора. Расход эквивалентного санитарно-технического прибора, принятый при проектировании для вычисления расчетных расходов воды. Фактический расход эквивалентного санитарно-технического прибора. Расход эквивалентного санитарно-технического прибора, вычисленный на основании фактических расходов каждого прибора с учетом фактического напора воды перед приборами.

Максимальный напор

Согласно табл. А.2. [2] величина проектного расхода эквивалентного санитарно-технического прибора в жилом здании устанавливается в размере 0,2 л/с. Чтобы соблюсти эту норму, необходимо снизить величины расходов для некоторых санитарно-технических приборов. Другими словами, необходимо снизить максимальный напор на входе в квартиры, расположенные на нижних этажах, при помощи установки регуляторов давления.

При ограничении максимального напора до 45 м согласно [2] мы получим следующие напоры и расходы в каждой квартире (табл. 5).

При данном ограничении фактический расход эквивалентного прибора здания составит 0,221 л/с. Этот расход вычисляется как среднее арифметическое расходов всех санитарно-технических приборов в здании в диапазоне от 0,13 л/с при напоре 11,3 м (15-й этаж, стояк В1-8) до 0,26 л/с при напоре 45 м (1-й этаж, стояк В1-1).

Ограничение максимального напора до 45 м не удовлетворяет требованиям [2] (табл. А.2), так как дает завышенный фактический расход эквивалентного прибора 0,221 л/с, что не соответствует проектному расходу эквивалентного прибора 0,2 л/с.

Далее проводим последовательное пошаговое ограничение значения максимального напора в сторону уменьшения, рассчитывая для каждого значения напора расход эквивалентного прибора. Цель данных расчетов – получить максимально близкие значения фактического и проектного расхода эквивалентного прибора.

Для данного примера методом последовательных приближений получен максимальный напор 31 м (табл. 6).

В результате фактический расход эквивалентного прибора здания составит 0,201 л/с. Это – расход для диапазона от 0,13 л/с при напоре 11,3 м (15-й этаж, стояк В1-8) до 0,22 л/с при напоре 31 м (1-й этаж, стояк В1-1).

Приведем данные по погрешностям (табл. 7). Как видно из табл. 7, при напоре 31 м значения фактического и проектного расхода эквивалентного прибора практически совпадают (погрешность 0,5 %), в то время как при ограничении напора, согласно п. 5.3.1.6 [2] (45 м), погрешность значительно больше.

Рекомендации. Минимальный напор перед санитарно-техническими приборами принимать не менее 11 м. Максимальный напор перед санитарно-техническими приборами определяется расчетом.

Вывод

Предложенная методика позволяет определить минимальный и максимальный напоры перед санитарно-техническими приборами и свести к минимуму погрешности при определении расчетных расходов воды. То есть на этапе проектирования применение методики позволяет получить значения величин, которые будут соответствовать эксплуатационным показателям.

Давление воды в водопроводе: какой максимальный напор должен быть в системе водоснабжения — норма по ГОСТу

Жизнь современного человека в квартире или частном доме без водоснабжения сейчас практически невозможно представить. Мы привыкли к горячей и холодной жидкости, которую без труда можно получить, просто повернув вентиль крана. Однако организация подачи привычной всем H2O в жилища — процесс весьма непростой, так как, обеспечивать людей живительной влагой необходимо круглосуточно и бесперебойно. Поэтому в данной статье следует выяснить, какое давление воды должно быть в городской системе водопровода. А также, что делать, если установленные показатели не соответствуют фактическим.

Определение

Чтобы водопроводная сеть стабильно функционировала, сотрудники водоканала регулярно поддерживают в ней указанное количество атмосфер. Сила движения жидкости в трубах определяется физической величиной, которая равняется степени воздействия жидкостной среды на их стенки. Систематическая регулировка показателей перемещения H2O позволяет водоносным конструкциям работать полноценно, без вероятности возникновения аварий. Таких, как:

• прорыв магистралей;
• поломка вентилей;
• выход из строя сантехники и т.п.

Зависимость скоростных характеристик потока от напора

Разбираясь, что собой представляет нормальное рабочее давление воды в водопроводе, необходимое для стабильного функционирования системы, важно помнить о его прямой взаимосвязи со скоростью. О том, как именно один параметр зависит от другого, подробно изложено в трудах швейцарского физика Бернулли. Суть открытого им закона заключается в следующем: чем быстрее жидкость движется по трубам, тем ниже значение величины p.

К большому сожалению, далеко не любая сантехника в состоянии нормально функционировать при чрезмерно сильном напоре. В основном стандартные ограничения для домашних водопроводов составляют 5-6 атмосфер, не более. В противном случае сантехнические приборы очень быстро выходят из строя.

В отношении центральных сетей этот показатель существенно выше — порядка 15 атм. Чтобы снизить его до требуемых значений, подходящих для использования в домах и квартирах, к жилью подводят трубы меньшего размера.

Таким образом, уменьшенный диаметр позволяет добиться повышения скоростных характеристик. Жидкость начинает перемещаться быстрее, но сила движения при этом ощутимо снижается. Чтобы устранить проблему, рекомендуется увеличить сечение трубопроводных элементов.

Минимальное и максимальное давление напора в трубопроводе холодной воды по ГОСТу

Стандарты допустимых (минимум и максимум) значений прописаны в нормативной документации, затрагивающей сети водоснабжения. В том числе и в установленных законом строительных нормах и правилах (СНиП).

Единицы измерения

Чтобы разобраться в данных, представленных в документах, определяющих число атмосфер, необходимых для стабильной подачи жидкости, нужно понять, как взаимосвязаны между собой указанные величины (v и p).

Опуская излишнюю терминологию, следует сказать, что давление — это своего рода сила, которая воздействует на любые преграды на пути водного потока. То есть, можно смело заявить, что оно наделено потенциальной энергией. Когда же вода не движется, наблюдается его полное отсутствие. Зато напор, будучи линейной единицей, в такой ситуации достигает максимального значения. В установленных нормах и правилах напорный параметр означает самую маленькую высоту, на которую требуется поднять жидкость, чтобы она смогла преодолеть сопротивление трубопровода и достичь водозаборной зоны.

Базовой единицей определения p является Паскаль. Непосредственно водоизмерение осуществляется в мегапаскалях (МПа). Также существуют бары, атмосферы, кгс/см².

Нормативы

В нормативной документации предельно подробно прописаны основные показатели. Соответствие им необходимо для правильной работы систем водоснабжения. Так, для жилого 8-этажного здания напорный показатель рассчитывается как:

10м+(4м*7 этажей)=38м или 3,8 атм(кг/см²).

Изучая документы, можно выяснить, какой напор воды и давления в кране в водопроводе дома является нормой. Для холодной подачи это 0,3-6 атм, для горячей — от 0,3 до 4,5.

Различаются требования и для сантехнических приборов. Наименьшее значение в атмосферах на:

• душевую кабину — 0,3;
• ванну — 0,3;
• умывальник — 0,2.

Поэтому, планируя приобретение сантехники, необходимо учитывать указанные выше параметры. Ведь каждое изделие рассчитано на строго определенный минимум и максимум. Если в руководстве по эксплуатации проставлены данные ниже нормативных, значит, устройства не подходят для монтажа в системе.

Стоит отметить, что диапазон между заданными, согласно нормам СНиП, допустимыми нижним и верхним значениями довольно большой. Однако по факту оптимальной величиной, подходящей для стабильной работы водопроводных сетей, является 4 атм.

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Чем измеряется

Как правило, для измерений используется встроенный перед входом в домашнюю систему манометр-измеритель. Когда таковой отсутствует, можно собрать измерительный прибор самостоятельно. Для этого достаточно вооружиться манометром, удлинителем резьбы, 1-2-дюймовым переходником и специальным скотчем.

В первую очередь предстоит последовательно соединить все элементы, затем проверить надежность мест стыковки. Самодельный прибор должен быть цельным, детали неподвижными. Следом нужно открутить в ванной насадку-лейку со шланга и зафиксировать его конец в собранном устройстве. После предстоит открыть вентиль и несколько раз переключить режим душ-ванна, чтобы избавиться от воздушных пробок. Только после этого можно осуществлять замер. Когда жидкость потечет через импровизированный измеритель полным ходом, на нем отобразится нужная информация.

Методы снятия показания

Выясняя, какое давление (сколько атмосфер) в кране холодной воды водопроводной сети является нормой, стоит узнать подробнее о способах измерения в домашних условиях. Зная, что представляют собой установленные нормативы в теории, можно на практике определить их значение. Измерить параметры водонапора не составит труда в частном доме или квартире.

Использование стационарных манометров

Эти устройства предназначены для осуществления замеров в водопроводах. Между собой они различаются согласно конструктивным особенностям и принципу функционирования. Механический тип является самым распространенным, отличается простотой в эксплуатации и высокой надежностью.

Чаще всего контроль требуемых показателей ограничен только внутридомовой зоной. Центральную систему измерительные мероприятия уже не затрагивают. Манометры-измерители устанавливаются в месте подведения сети водоснабжения к жилищу. Однако на практике полученные данные оказываются не совсем корректными, так как, не способны учитывать потери напора во внутренней разводке. Повороты труб, как и изменение их размера, также имеют значение.

Чтобы получить наиболее точный результат, необходимо оснастить манометрами все точки потребления жидкости.

Применение переносных приборов

Такие устройства универсальны и очень удобны в использовании. Их легко установить и демонтировать. С помощью мобильных агрегатов не составляет труда определить нужные показания на любом входе сантехники, имеющей влияние на водонапор.

Самым подходящим местом подключения с целью осуществления замера выступает душ. Для этого:

• открутите насадку-лейку от шланга;
• выполните установку измерителя;
• откройте кран;
• зафиксируйте полученные данные.

Чтобы обеспечить точность выполняемых мероприятий, следует предварительно устранить воздушные пробки. Перед непосредственно измерением нужно несколько раз переключить смеситель в режимах душ-кран.

При отсутствии специального переходника, который требуется для самостоятельной сборки устройства, можно использовать подходящий шланг. Главное — подобрать деталь нужного размера, чтобы обеспечить плотное соединение с помощью штуцера.

Бесприборное определение давления воды в точке водоразбора и водопроводном кране

Этот способ дает возможность измерить уровень p в точке подведения сантехники. Для проведения замера необходимо обзавестись гибкой прозрачной трубкой порядка 2-х метров в длину. Далее:

• подсоедините конец ПВХ-шланга к месту разбора (лучше вертикально);
• откройте вентиль и подождите, пока трубка заполнится жидкостью до черты, соответствующей нижней области крана;
• плотно закройте верхнюю открытую часть;
• задайте предельный напор путем установки нужного режима запорного механизма;
• измерьте высоту столба водного раствора от самого низа до края воздушной пробки;
• зафиксируйте показания.

Мощностные характеристики систем ГВС и ХВС

Напор воды в многоэтажках, имеющих подводку к центральной сети водоснабжения, постоянно изменяется. На его уровень влияет этажность здания и даже сезонность. Например, летом живительной влаги ощутимо не хватает. Ведь часть подаваемой жидкости уходит на полив приусадебных и придомовых территорий.

Сотрудники служб водоканала стараются поддерживать в системе необходимые 3-4 атмосфера. Однако на практике это удается далеко не всегда. Установленный минимум, требуемый для работы водопровода — 0,3 бар из расчета на один этаж.

Так как, холодная H2O потребляется в большем количестве (определенный объем используется для канализации), ее напорные характеристики превышают показатели горячей. В итоге предельное значение ХВС — 6 атм, ГВС — 4,5 атмосферы.

Каким должно быть давление напора воды в кране в сети домашнего водопровода: причины снижения

Нужное p в водопроводной системе многоквартирного здания обязана обеспечивать обслуживающая компания. Чаще всего в ее роли выступает управляющая организация. При этом соглашение на получение может быть заключено непосредственно с поставщиком данной услуги. Соответственно, если фактические показатели водонапора разнятся с установленными, необходимо оповестить об этом ответственное учреждение.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Тем не менее нередко владельцам домов и квартир приходится устранять несоответствия самостоятельно. Если давление сильно понизилось, значит, пришло время говорить о возникновении неисправностей. Таковыми могут быть засоры в трубопроводах, прорывы, утечки, нарушения работы вентилей, соединителей и т.п. Также нередко поводом ослабления p служит засорение водоочистных фильтров. Чтобы избежать дополнительных хлопот, следует регулярно осуществлять чистку установленного оборудования.

Если вы планируете приобретение приборов фильтрации жидкости, обратите внимание на продукцию и оборудование компании «Вода Отечества». В каталоге вы найдете качественные варианты фильтрационной техники.

Чем опасны отклонения от нормативов

Собирая сведения, какое рабочее давление воды в центральной системе водоснабжения должно быть в доме по нормам, важно понимать, что несоблюдение нормативов может привести к возникновению многочисленных проблем. Так, при чрезмерно высоких показателях:

• нарушается целостность соединительных элементов;
• повреждается керамика;
• ломаются клапаны и иные устройства, имеющие подводку к сети.

Недостаток p, в свою очередь, способен спровоцировать бытовые сложности. Принимать душ, мыть посуду при слабом водонапоре — то еще удовольствие. А некоторые приборы в такой ситуации вообще перестают функционировать.

Чтобы устранить неисправности, следует в первую очередь определить, почему они возникают. Только после этого необходимо принять меры по устранению недочетов.

Разновидности величин

В соответствии с ГОСТом существует несколько типов базового параметра:

• PN (номинальное давление). Представляет собой срок, который способна прослужить водопроводная труба при максимальном напоре. Температурный режим не должен превышать 20 градусов. Сталь эксплуатируется 20 лет, пластик — 50.
• Pp (рабочее). Равняется предельному избыточному. Элементы трубопровода при этом могут работать указанный временной промежуток без перебоев и возникновения неисправностей. Чаще всего задается под t в 20°C.
• Рпр (пробное). Отображает чрезмерное значение, устанавливаемое в момент осуществления испытательных мероприятий. Проверяется надежность соединений, прочность конструкции.

Какой уровень давления должен быть в трубах системы водоснабжения (водопроводной сети): способы увеличения показателей

Существует два метода, позволяющих справиться с недостатком подаваемой в жилища жидкости. Любым из них можно воспользоваться в домашних условиях.

Проточный насос

Агрегаты данного вида увеличивают водонапор без добавочного забора жидкостной среды. Разрешающие документы на монтаж устройств не требуются. Все приборы различаются по типу управления, разрешенным температурным режимам и методикам охлаждения. Специальный датчик отслеживает уровень p и при необходимости активирует процесс увеличения напора.

Такие изделия относятся к категории поверхностных циркуляционных. Отличаются простотой установки и последующего обслуживания. Регулировка параметров производится как вручную, так и автоматически.

Насосная станция

Задействуется, если предыдущий вариант не позволяет достичь нужного результата. Нередко является единственным спасением для жителей верхних этажей высотных зданий.

Посредством специального реле жидкость подается в квартиру с предварительно заданным водонапором. Как только ресивер заполняется, насос перестает работать. Основными плюсами такого агрегата являются:

• возможность использовать H2O даже при ее полном отсутствии коммуникациях;
• устойчивость к скачкам силы потока.

Стабилизация показателей

Примечательно, что в многоэтажных домах люди сталкиваются не только с нехваткой живительной влаги, но и с ее избытком. Когда максимальное давление воды в бытовом водопроводе и трубах системы водоснабжения существенно превышает указанные нормативы. Чтобы стабилизировать его, применяют редукторы (регуляторы p). Монтировать такие устройства лучше всего сразу после входного вентиля перед приборами контроля.

Диспенсер напольный AquaPro 6207CH (охлаждение/нагрев/комн.темп)

Диспенсер настенный AquaPro 3207CH (охлаждение/нагрев)

Колонна аэрации AS-0844 VO-90

Способы определения мощности

Определить величину не составит труда с помощью встроенного или переносного манометра. Первый вариант подразумевает монтаж измерительного прибора заблаговременно (в момент строительства или проведения ремонтных работ) в точке подведения домашнего водопровода в жилище.

Второй предполагает изготовление измерителя самостоятельно, путем соединения резьбового удлинителя с переходником. Главное — позаботиться, чтобы все было полностью герметично. После подготовки от душевого шланга отсоединяют насадку-лейку и подключают к нему измеряющее устройство. Затем активируют подачу жидкости и фиксируют показания.

Во время осуществления замеров не допускается использование любой бытовой техники, подключенной к сети водоснабжения.

Какое давление воды в кране водопроводной трубы в квартире, как посчитать потерю

Ослабление водонапора может появиться вследствие повышения сопротивления водоносных конструкций, изгибов, поворотов, наличия клапанов.

Подсчет потерянной силы легко выполнить с помощью специальных онлайн-калькуляторов. Они дают возможность быстро отследить динамику уровня p. В крайнем случае необходимо воспользоваться таблицей установленных данных, чтобы рассчитать требуемые параметры.

На прямых участках

Для определения водопотерь необходимо выяснить:

• сколько жидкости расходуется в определенный промежуток времени;
• из какого материала выполнены элементы системы, а также размеры трубопровода.

Нужные сведения можно получить, рассмотрев табличный вариант:

На местах

Воспользовавшись вышеприведенной сеткой данных, следует также произвести расчет. Только в этот раз предстоит обратить внимание на скоростные характеристики перемещающейся в системе жидкости. Расход H2O необходимо разделить на S сечения.

Рассматривая представленную выше таблицу, несложно понять, что потери в зонах местного значения несущественны. Для небольших систем водоснабжения это не проблема.

Как заглушить трубу под напором

Обычной заглушкой в данной ситуации не обойтись. Чтобы выполнить работу, предстоит использовать кран.

Суть способа заключается в том, чтобы открыть запорный механизм, давая возможность жидкостной среде свободно проходить через него. Так удастся установить запор на резьбу. Наживив заглушку-кран, следует сделать несколько оборотов и спокойно закрыть его.

Перед осуществлением манипуляций нужно подготовить резервуар для сбора жидкости, тряпки и другие приспособления для спасения нижнего этажа от непреднамеренного затопления.

Выводы

Зная, каким должно быть максимальное и минимальное давление воды в трубах водопровода пор нормам, потребитель услуги может на законных основаниях потребовать у управляющей компании принятия соответствующих мер в случае падения напора. Кроме того, наладить наиболее удобное пользование водопроводной жидкостью вполне реально самостоятельно. Главное — соблюдать правила и рекомендации, обеспечивающие бесперебойное функционирование системы.