Внутренний диаметр труб: важнейший параметр при проектировании инженерной системы

Проектирование трубопроводов

Подготовка к строительству любого здания начинается с проектирования. Но не менее важным процессом становится проектирование и монтаж трубопроводов, которые станут очень важными опциями в слаженной работе всех систем здания. К тому же, одинаково важно правильно спроектировать как внутренние системы трубопроводов, так и магистральные, сбой в которых приведет к поломке всей системы.

В чем суть проектирования трубопроводов

В настоящее время термин «проектирование трубопроводов» означает процесс разработки технической документации (иными словами – проекта), которая содержит в себе расчеты с технической и экономической стороны, макеты, чертежи и другие типы материалов, которые имеют в себе информацию о строительстве новых или ремонте функционирующих ныне объектов трубопроводного транспорта.

Современная методология, которая изучает проектирование технологических трубопроводов, предусматривает максимальную автоматизацию процесса, что позволяет строго додерживаться всех регламентированных последовательностей.

Все основные требования к проектированию трубопроводов приведены в таком документе, как Правила устройства безопасной эксплуатации технологических трубопроводов. Но эту инструкцию нельзя считать универсальной, так как для многих других веществ (кислород, горючие газы и другие) можно найти ряд других дополнительных нормативов.

Особенности и предназначение технологических трубопроводов

Во время строительства предприятий химической, металлургической, пищевой или нефтяной промышленности большое внимание уделяется проектированию трубопроводных систем. Не становится лишним и проектирование эстакад под технологические трубопроводы.

Технологические трубопроводы являются очень важной частью объекта производства. От того, насколько качественно выполнен монтаж их монтаж и зависит надежность и безопасность в эксплуатации огромного количества промышленного оборудования.

Условия работы технологических трубопроводов могут быть очень разнообразными. Во время их использования можно наблюдать высокие температуры, из-за которых происходит сильное давление на материал. Трубы поддаются коррозии, часто наблюдается резкий перепад температур – от горячей к холодной. Такое можно увидеть в тех случаях, когда после высокого нагрева системы, ее нужно охладить.

Мощность оборудования и систем на предприятиях из года в год постоянно растет, что обусловливает изменения и усложнения в конструкции трубопроводов. Для увеличения их способности переносить большие нагрузки, в некоторых отраслях промышленности (особенно часто это можно наблюдать в пищевой или химической) специалисты проводят проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена и других полимерных материалов. Это объясняется их способностям не поддаваться коррозии, а также их низкой массой, простотой в обработке и при монтаже, низкой теплопроводностью. А это в свою очередь экономит средства на теплоизоляцию.

Все эти аспекты требуют от тех работников, которые специализируются на монтаже знать все о технологических трубопроводах – нормы проектирования в том числе.

В процессе работы трубопроводы поддается огромным нагрузкам:

1. На них воздействует высокое давление, смена температурных режимов, на их состояние может влиять то вещество, которое по ним транспортируется.
2. Но помимо внешних факторов существуют и внутренние. На состояние трубы действует ее собственный вес, масса деталей, арматуры, термоизоляции и прочего.
3. К этим факторам можно отнести еще нагрузки от вибрации, силы ветра, давление грунта на определенный участок.
4. Отдельные участки могут придаваться дополнительным нагрузкам из-за неравномерного нагрева, трения в опорах и пр.

Чтобы облегчить нагрузки на систему трубопроводов нужно придерживаться раздела рекомендаций СНиП «Технологические трубопроводы» — проектирование тогда будет наиболее эффективным.

Для эффективного проектирования и эксплуатации трубопроводов нужно за основу брать такие параметры:

• рассчитать нужную производительность;
• обозначить место входа и выхода трубопровода;
• исследовать состав, вес и вязкость окружающей среды;
• составить карту маршрута трубопровода;
• установить максимально допустимое для работы давление;
• сделать гидравлический расчет;
• определить размеры трубопровода (диаметр, толщину и пр.);
• просчитать нужное количество насосных станций на том или ином участке.

Можно сделать вывод, что для более эффективного проектирования трубопроводных систем нужны квалифицированные работники, которые смогут додерживаться всех поставленных норм и правил.

Магистральные трубопроводы

Суть проектирования магистральных трубопроводов заключается в том, чтобы максимально точно определить нужные его размеры, рассчитать количество насосных станций (если в этом есть необходимость) и подобрать самое подходящее оборудование. Чтобы сделать этот процесс наиболее оптимальным, нужно пройти несколько стадий:

1. технико-экономическое обоснование;
2. сделать технический проект;
3. разработать нужные чертежи.

Первая стадия включает в себя анализ транспортируемых ресурсов, рассчитывает количество потоков груза в расчете на 1 год, выбор направление трубопровода, производителя труб, их диаметр, материал, из которого они изготовлены, определяется количество насосных станций, просчитывается приблизительная стоимость всего строительства. Этот процесс в основном укрупнено определяет все эти факторы. Его результаты могут определить приблизительную экономическую эффективность будущего проекта, но никак не являются настоящим основанием для самого строительства.

Вторая стадия – создание технического проекта является самой важной в этом процессе. Ее цель состоит в точном и окончательном определении стоимости будущего строительства. Дополнительно в процессе составления проекта должны решаться такие вопросы:

• уточнение количества транспортируемых веществ;
• окончательный выбор направления и трассы для трубопровода;
• выбор самого подходящего диметра трубы, который будет соответствовать выбранной производительности;
• сделать расчеты, который определят режим работы, расстановку станций для перекачивания, необходимое оборудование;
• конечное определение той суммы денежных средств, которые нужно потратить на строительство;
• полный расчет себестоимости транспортировки ресурсов, эффективность работы системы.

Для проектирования магистральных систем рекомендовано использовать СП «проектирование и монтаж трубопроводов». Это свод правил, который регламентирует работу с трубопроводами разных типов.

Последней стадией в проектировании трубопроводов становится работа с рабочими чертежами. Это основная документация, на основании которой и ведется строительство. Такие чертежи должны строго отвечать требованиям технической документации. Чертежи становятся уточняющим документом, в котором проектирование приводится в такое состояние, чтобы стало возможным проводить строительные и монтажные работы.

Возможны некоторые отклонения от технического проекта. Но они должны быть направлены на усовершенствование, а не наоборот. Рабочие чертежи выполняются в установленной форме, которую регламентирует СНиП. Важно также следовать всем необходимым инструкциям, которые контролируют работу в той или иной отросли.

СП проектирования трубопроводов допускает пропуск второй и третьей стадий, если производительность системы должна быть небольшой, а насосные станции обозначены в небольшом количестве. В таком случае процесс работы становится объединенным в одну стадию – технорабочий проект.

Использование полиэтиленовых труб для трубопроводов

Проектирование и монтаж трубопроводов из полиэтилена становится все более частым явлением. Такие трубы используют в следующих случаях:

• чтобы построить газопроводы на территории небольших городов, поселков и сельских поселений;
• для строительства газопроводов, которые будут соединять два или несколько заселенных пунктов;
• для ремонта или реконструкции старых изношенных стальных трубопроводов.

Очень эффективно полиэтиленовые трубы показывают себе в условиях высокой опасности появления коррозий, а также, если веществом, которое транспортируется, является сернистый газ. То же самое касается и проектирования пластмассовых трубопроводов.

Прокладывать трубопровод из полиэтилена не рекомендуется в таких местах:

• если минимальная температура воздуха пересекает границу в -45 градусов;
• если территория закарстована;
• если трубопровод должен быть размещен в грунтах 2 типа просадочности, а работы должны проводиться на территории городков и сельских поселков;
• такие трубы нельзя использовать наземно, надземно, в различных тоннелях и коллекторах, внутри зданий;
• если на территории наблюдается сейсмичности в районе 6 баллов и выше.

Использование стальных труб на промысловых сооружениях

Промысловые трубопроводы используются между промысловыми сооружениями (скважинами, сооружениями газоперерабатывающего завода и пр.). Границей для промыслового трубопровода становится ограждение площадки.

Проектирование промысловых стальных трубопроводов должно учитывать факторы влияния на материал труб. Нельзя их использовать в среде повышенной коррозии.

Проектирование промысловых трубопроводов используется для такого назначения:

1. в качестве трубопроводов, которые транспортирую вредные вещества;
2. как транспортеры нестабильного конденсата 1 класса;
3. как выкидные трубопроводы для нефтяных скважин;
4. как трубопроводы нестабильного конденсата 4 и 5 классов.

Морские трубопроводы

Трубопроводы, которые используются на дне моря, должны быть максимально надежными, так как на них влияет масса дополнительных факторов (большая глубина, большие расстояния между насосными станциями, возможность штормов, подводных течений и много другого). Проектирование морских трубопроводов должно быть согласовано с правительством РФ и местными органами по надзору за окружающей средой.

Очень важно правильно определить маршрут трассы морского трубопровода. При этом учитывается батиметрия и морфология морского дна, сведения о среде, которая будет окружать магистраль, возможности сейсмической активности, активность рыболовства и подобные.

Особенности трубопроводов пара и горячей воды

Для эффективного проектирования трубопроводов пара и горячей воды нужно учитывать все правила и рекомендации, которые указаны в СП и СНиП. При выполнении этого процесса нужно учитывать тот фактор, что трубопровод будет постоянно находиться в высоком температурном режиме, а это может сказаться на качестве труб.

Такие трубопроводы требуют теплоизоляции, чтобы компенсировать потери температуры при транспортировке.

Эстакады и опоры под трубопровод

Эстакада это инженерное сооружение, которое имеет обусловленное количество одинаковых опор, которые обеспечивают расположение трубопроводов над уровнем земли. Проектирование эстакад под трубопроводы проводится с целью обойти занятую под поселение (или другую цель) территорию или дорогу.

Надземные трубопроводы больше остальных поддаются влиянию факторов окружающей среды, поэтому мониторинг их состояния и общей безопасности является обязательным.

Проектирование опор под трубопроводы отличается по нескольким признакам:

• материал (железобетон, сталь, комбинированные опоры);
• в зависимости от конструкций опор и фундамента;
• высотой своей верхней части (высокие или низкие);
• по количеству ярусов, на которых расположены трубы на опорах и эстакадах.

Чтобы конструкция системы трубопроводов была качественной, безопасной и финансово эффективной при ее проектировании и монтаже стоит помнить о СП по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена и других материалов.

Диаметр трубы отопления — метод подбора и расчет

При выборе труб отопления необходимо учитывать не только физико-механические свойства материала, из которого они изготовлены, но и протяжённость системы, и диаметр коммуникаций. Диаметр труб отопления оказывает немаловажное влияние на гидродинамику отопительной системы в целом. Неправильно подобранный размер сечения трубопровода становится причиной низких температур в помещении при значительных энергозатратах.

Распространённой ошибкой является мнение о том, что чем больше диаметр трубы, тем эффективнее будет циркулировать теплоноситель и, следовательно, тем теплее будет в доме. На практике, чрезмерно большое значение диаметра приводит к снижению давления в трубопроводе ниже нормы, вследствие чего теплоноситель в радиаторах имеет низкую температуру.

Правила подбора размеров труб отопления

При подборе диаметров труб для отопления следует, прежде всего, учитывать тип отопительной схемы. Если частный дом планируется подключить к центральной магистрали, то диаметр труб для отопления частного дома рассчитывается аналогично расчёту труб квартирных отопительных систем. В автономном отоплении размер сечения различен для систем с естественной циркуляцией и схем, подразумевающих наличие циркуляционного насоса.

Основные размерные параметры, учитываемые при подборе коммуникаций:

• Внутренний диаметр – основная характеристика трубы, измеряется в миллиметрах или округлённо – в дюймах.
• С целью сохранения для всех элементов системы проходного сечения, обеспечивающего расчётные условия для передачи жидкости, газа, пара, было введено понятие «условный проход».

Под условным проходом подразумевают средний диаметр трубы и арматуры в свету, соответствующий одному или нескольким наружным диаметрам. Истинный внутренний диаметр очень редко совпадает с величиной условного прохода

• Наружный диаметр является характеристикой, по которой подбираются пластмассовые и медные изделия
• Важный размер труб для отопления – толщина стенки, которая равна половине разницы внешнего и внутреннего диаметров

При проектировании отопительной системы необходимо правильно выбрать не только диаметр самих отопительных труб, но и размерные параметры гильзы, с помощью которой трубопровод прокладывается через стены. Внутренние диаметры гильз должны превышать внешние диаметры труб для отопления. При проектировании отопленной системы, состоящей из элементов, изготовленных из различных материалов, используют специальные таблицы соответствия диаметров.

Как рассчитать диаметр трубы отопления?

Точный диаметр отопительных коммуникаций определяется с помощью инженерных теплотехнических и гидравлических расчетов.

В расчётах принимают во внимание:

• выбранную схему разводки;
• скорость движения теплоносителя в системе – в среднем 1,5 м/с;
• расчётное охлаждение теплоносителя – разницу между его температурой на выходе из котла и при возвращении – 15-20 0 С;
• коэффициент сопротивления трубы – предоставляется производителем труб;
• диаметр входной-выходной трубы;
• требуемое количество тепла.

Стартовой точкой проекта отопления является вход-выход котла. Трубы для отопления – диаметр которых должен быть меньше диаметра выходной трубы котла — на начальном участке выполняют из металла, даже если весь трубопровод отопительной системы будет выполнен полимерными трубами.

Например, если из котла проложена центральная труба диаметром 1“, то её ветвление осуществляют трубами диаметром 3/4“. Подключение к приборам и ветка последнего прибора выполняются трубами диаметром 1/2“.

Решать вопрос, какой диаметр труб для отопления выбрать, целесообразно с привлечением дипломированных специалистов.

Давление и температура теплоносителя в системах отопления

В автономных отопительных системах температура труб отопления определяется самим хозяином. Установленных норм на этот параметр не существует, и его величина зависит от желания самого потребителя и коэффициента теплопередачи отопительных приборов.

Самый низкий коэффициент теплопередачи у чугунных, средний – у биметаллических, самый высокий – у алюминиевых радиаторов.

При определении количества радиаторов и числа секций в каждом приборе используется такая величина, как их паспортная тепловая мощность, которая принимается из расчёта, что температура воды в трубах отопления равна 75 0 С. Эта температура оптимальная, но не единственно правильная. При изменении погодных условий этот параметр корректируется. Нормальная температура теплоносителя в паровых системах – 120-130 0 С, в воздушных – 40-70 0 С.

Несмотря на то, что некоторые марки полипропиленовых изделий рассчитаны на температуры жидкого теплоносителя, достигающие 110 0 С, не рекомендуется поднимать температуру воды свыше 95 0 С. Если требуется повысить количество тепла, поступающего в помещение, то целесообразно либо сменить радиаторы на более эффективные модели, либо увеличить площадь их рабочей поверхности.

Важную роль в эффективном и безаварийном функционировании отопительной системы играет величина давления теплоносителя. Хозяин дома обязан знать, какое давление должно быть в трубах отопления. Для автономной отопительной системы нормальным считается давление, равное 1,5-2 атм.

Давление, равное 3 атмосферам, считается уже критическим и может привести к печальным последствиям. Для контроля этой величины в системе устанавливают манометры. Для предотвращения аварий из-за возникновения чрезмерного напора устанавливают расширительные баки.

При проектировании и монтаже отопительных систем важно соблюдение общестроительных правил и инструкций производителей отопительного оборудования. Любая ошибка, допущенная при устройстве отопительной системы, может не только снизить эффективность её работы, но и привести к возникновению аварийных ситуаций.

Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила

Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.

Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.

Способы расчета пропускной способности трубопровода

Перед тем, как посчитать пропускную способность трубы, нужно узнать основные обозначения, без которых проведение расчетов будет невозможным:

1. Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
2. Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.

Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

1. Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
2. Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
3. Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Расчет пропускной способности газопроводов

Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.

Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:

Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;

Ду – величина условного прохода трубы.

Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.

В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:

Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;

Т – температура транспортируемого газа (К).

Эта формула позволяет определить степень разогрева транспортируемого вещества в зависимости от давления. Увеличение температуры приводит к расширению газа, в результате чего давление на стенки трубы повышается (прочитайте: “Почему возникает потеря давления в трубопроводе и как этого можно избежать”).

Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.

При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.

Расчет пропускной способности канализационных труб

При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.

Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

• Диаметр труб – Ду;
• Средняя скорость движения веществ – v;
• Величина гидравлического уклона – I;
• Степень наполнения – h/Ду.

Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.

Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:

1. 150-250 мм – h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
2. Диаметр 300-400 мм – h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
3. Диаметр 450-500 мм – h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
4. Диаметр 600-800 мм – h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
5. Диаметр 900+ мм – h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.

Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:

• При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
• При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.

Для расчета объема стоков используется следующая формула:

Где а – площадь живого сечения потока;

v – скорость транспортировки стоков.

Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

где R – величина гидравлического радиуса,

С – коэффициент смачивания;

i – степень уклона конструкции.

Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:

Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).

Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.

Для других ситуаций используется простая формула:

Где А – площадь сечения потока воды,

Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.

Табличный расчет канализационных труб

Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:

1. Безнапорная канализация. Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу (прочитайте также: “Как выполняется расчет диаметра трубопровода – теория и практика из опыта”). Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользоваться таблицами Лукиных, в которых указана величина пропускной способности всех труб с диаметром в диапазоне от 50 до 2000 мм.
2. Напорная канализация. Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточно знать предельную степень наполнения трубопровода и среднюю скорость транспортировки жидкости. Читайте также: “Как рассчитать объем трубы – советы из практики”.

Таблица пропускной способности полипропиленовых труб позволяет узнать все необходимые для обустройства системы параметры.

Расчет пропускной способности водопровода

Водопроводные трубы в частном строительстве применяются чаще всего. На систему водоснабжения в любом случае приходится серьезная нагрузка, поэтому расчет пропускной способности трубопровода обязателен, ведь он позволяет создать максимально комфортные условия эксплуатации будущей конструкции.

Для определения проходимости водопроводных труб можно использовать их диаметр (прочитайте также: “Как определить диаметр трубы – варианты замеров окружности”). Конечно, данный показатель не является основой для расчета проходимости, но его влияние нельзя исключать. Увеличение внутреннего диаметра трубы прямо пропорционально ее проходимости – то есть, толстая труба почти не препятствует движению воды и меньше подвержена наслоению различных отложений.

Впрочем, есть и другие показатели, которые также необходимо учитывать. Например, очень важным фактором является коэффициент трения жидкости о внутреннюю часть трубы (для разных материалов имеются собственные значения). Также стоит учитывать длину всего трубопровода и разность давлений в начале системы и на выходе. Немаловажным параметром является и количество различных переходников, присутствующих в конструкции водопровода.

Пропускная способность полипропиленовых труб водопровода может рассчитываться в зависимости от нескольких параметров табличным методом. Одним из них является расчет, в котором главным показателем является температура воды. При повышении температуры в системе происходит расширение жидкости, поэтому трение повышается. Для определения проходимости трубопровода нужно воспользоваться соответствующей таблицей. Также есть таблица, позволяющая определить проходимость в трубах в зависимости от давления воды.

Самый точный расчет воды по пропускной способности трубы позволяют осуществить таблицы Шевелевых. Помимо точности и большого числа стандартных значений, в данных таблицах имеются формулы, позволяющие рассчитать любую систему. Данный материал в полном объеме описывает все ситуации, связанные с гидравлическими расчетами, поэтому большинство профессионалов в данной области чаще всего используют именно таблицы Шевелевых.

Основными параметрами, которые учитываются в этих таблицах, являются:

• Внешний и внутренний диаметры;
• Толщина стенок трубопровода;
• Период эксплуатации системы;
• Общая протяженность магистрали;
• Функциональное назначение системы.

Заключение

Расчет пропускной способности труб может выполняться разными способами. Выбор оптимального способа расчета зависит от большого количества факторов – от размеров труб до назначения и типа системы. В каждом случае есть более и менее точные варианты расчета, поэтому найти подходящий сможет как профессионал, специализирующийся на прокладке трубопроводов, так и хозяин, решивший самостоятельно проложить магистраль у себя дома.

Классификация труб по диаметру: таблицы, размеры в мм и дюймах

В процессе ремонта и строительства часто используют трубы. Они дают возможность не только подвести в помещение тепло, газ, воду, но и проявили себя, как прочный и надежный строительный материал.

Например, металлические трубопрокаты часто применяют при строительстве заборов, а асбестоцементные дают возможность сконструировать перекрытия для кровли, при этом снижая вес конструкции на основу всего сооружения. А чтобы правильно их подобрать, для этого нужно знать, классификацию труб по диаметру.

Эти параметры необходимо знать точно, и только тогда можно правильно смонтировать отопительную, водопроводную или любую другую систему.

Независимо от того из какого материала используется трубопрокатный сортамент, выбор делают, исходя от вида сооружаемой системы. Так, например, для канализационной сети самым подходящим материалом считают пластик.

Эти изделия отличаются небольшим весом и простотой монтажа. Если в таком трубопроводе возникает аварийная ситуация, то ремонт проводится очень быстро, для этого достаточно заменить вышедшую из строя часть.

Классификация сортамента из стали

Классификация стальных труб также производится по диаметру. Он становится их главной характеристикой.

Диаметр стальных трубопрокатных материалов определяет предназначение и протяженность магистрали, также от этого зависимы возможности системы по транспортировке различной среды.

Все значения габаритов стальных изделий регламентируют нормативные требования ГОСТа, и каждому виду трубопроката отвечают свои стандарты.

В формулы для обозначения диаметра ставят упрощенные значения, а на практике все немного труднее. Здесь при классификации выделяют его следующие разновидности:

• Наружный. Этот диаметр обозначают Дн. К малым размерам относятся варианты от 5 до 102 мм. Среднеразмерные величины это от 103 до 426 мм. А к большим размерам относятся трубы на 427 мм и выше.
• Средний (Двн). Эту физическую характеристику отображают в мм. Она для классификации очень важна, так, как определяет проходимость системы в целом.
• Условный проход. Данные размеры внутренней части трубы показывают в мм. А дюймовые цифры нуждаются в округлении и используются для состыковки трубопровода с фитингами.
• Номинальный. Данный показатель приравнивают к условному проходу, но он отличается более высоким уровнем точности.
• Толщина стенок (S). Данную физическую характеристику выражают в миллиметрах, она отображается на возможностях пропуска системы и на ее диаметре. При классификации габаритов стальных трубопрокатных материалов, эту цифру определяют посредством вычисления разницы между внутренним и внешним диаметром.

Классификация сортамента из металла

Классификация металлических труб по диаметру очень важна. Данный типоразмер прокатного сортамента оказывает влияние на его пропускающих возможностях и на сфере использования. Также эти габариты определяют стоимость металлических труб.

Металлические трубопрокатные материалы очень обширно применяют в различных сферах деятельности человека. Это строительство, химическое и пищевое производство, сельское хозяйство, машиностроение и другие.

Этот перечень можно еще продолжить, но уже и так понятно, что эта продукция пользуется большой популярностью у потребителей. В связи с этим, она изложена обширным выбором конфигураций и габаритов.

В настоящее время изготовляют бесшовные и сварные металлические изделия с сечением круглой формы. Линейка сварных товаров отличается несложным процессом производства, а соответственно их цена не такая высокая, как у бесшовных аналогов. Но последние варианты показывают более высокую надежность, также их устойчивость к механическому виду нагрузки на порядок выше.

Самым важным критерием при подборе данных товаров является показатель габарита поперечного сечения. Для того, чтобы создать надежный и долговечный стык, нужно, чтобы размер металлических труб отвечал габаритам фитингов.

ВАЖНО! Совместно с габаритами поперечного сечения также важна и толщина стенок. Имея этот точный показатель можно еще во время разработки проекта определить максимально возможную нагрузку на конструкцию.

Обычно в маркировке изделий из стали и чугуна используют внутренний размер, а медные изделия маркируют с учетом наружного обхвата.

Таблицы классификации трубного сортамента

Для определения точных габаритов изделий, подготовленных для соединения, очень удобно использовать таблицы. К примеру, трубопрокатные материалы из стали обозначают в дюймах.

Классификация труб по диаметру изложена в предоставленной таблице:

Данная таблица предоставляет величины УД в мм, и соответствующие им показатели внешнего размера различных видов трубного сортамента: бесшовных, электросварных, металлопластиковых. Разница в данной ситуации может достигать 1,7 см.

Точно подобрать детали для газоподводящей и водоподающей магистрали поможет сделать следующая таблица:

Стандартными величинами обозначения диаметра стальных труб становятся такие: 6, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 110 и дальше. УД данного трубопроката, который показан в дюймах, при необходимости перевода в метрическое измерение округляют в направлении увеличения.

Для сети, подводящей воду и тепло к многоэтажным и частным домам, используют трубы небольшого диаметра. Варианты среднего диаметра используются для стояков в инфраструктурных конструкциях города и нефтяной отрасли.

По аналогичным таблицам определяются диаметры трубопроката из меди, латуни, пластика. Используя эти данные легко выполнить соединения элементов из различных материалов. Если для работы используются фитинги, то процесс состыковки выполнить легче, так, как у этих соединительных элементов эти нюансы уже учтены.

Классификация труб для водопроводной сети

С проблемами или ремонтом сети водопровода сталкивались многие. Поэтому классификация водопроводных труб по диаметру станет полезной информацией для многих.

Современный рынок предлагает большое количество разных вариантов, при обустройстве водопроводных систем приходится соединять элементы из разных материалов. Используя при работе метрическую систему, приходится учитывать ее многочисленные условности. Главными в ней являются: условный диаметр и номинальный.

Методы подхода к их определению немного различные, но в результате они определяют внешний размер трубопровода.

От того, какой диаметр трубопроката использован при прокладке водопроводной сети, зависит ее пропускная возможность. Для расчета пропускной способности используют таблицы и различные формулы.

Все это помогает упростить процесс расчета. Но, эта работа не такая простая, поэтому для водопроводных магистралей в квартире поступают по-другому. Для разводки внутри квартиры используют изделия на 3/8 и ½ дюйма, а для стояков ставят изделия на ¾ или 1 дюйм.

Классификация труб по диаметру позволяет выбрать различные отводы, переходники и другие детали по одному внутреннему диаметру. В результате правильно собрать магистраль сможет не только опытный мастер, но и начинающий специалист.

Полимерные трубы для внутренних инженерных систем/ В. Бухин

Масштабное строительство жилых и административных зданий потребовало применения новых материалов и технологий, обеспечивающих не менее чем 50-летний срок эксплуатации трубопроводов

В современном доме предполагается наличие определенного уровня комфорта, в значительной степени определяемого правильно организованным водо- и теплоснабжением, которые требуют устройства устойчивых к различным видам коррозии трубопроводов.

Занимая второе место в мире после США по протяженности трубопроводных систем, Россия первенствует по степени их изношенности. Одна из главных причин этого – широкое использование труб из обычной стали. Срок их надежной эксплуатации при существующих качестве воды и режимах работы не превышает 10–15 лет.

Такие трубы применялись для внутренних инженерных систем ХВС, ГВС и отопления до последнего времени, и только для гибких подводок к санитарным приборам использовались полиэтилен (ХВС) и сплавы меди (ГВС). Многолетний опыт эксплуатации показал, что стальные трубы подвержены коррозии и срок их эксплуатации меньше нормативного срока до капитального ремонта здания. При этом продукты коррозии не только ухудшают качество воды, но и засоряют внутреннюю полость труб, уменьшая их пропускную способность и нарушая работу арматуры, устройств системы автоматического регулирования и сантехнических приборов.

Скорость коррозии стальных труб регламентированы СНиП 41.02.2003 «Тепловые сети» и РД 153-34.20.522-99 «Типовая инструкция по периодическому освидетельствованию тепловых сетей в процессе эксплуатации». В этих документах отмечено, что скорость наружной коррозии не должна превышать 0,03 мм/год. Скорость внутренней коррозии квалифицируется как: слабая – 0,04; средняя – до 0,05; сильная – 0,2; аварийная – более 0,2 мм/год.

Поэтому был необходим поиск альтернативных решений, обеспечивающих работу трубопроводов без коррозионных разрушений в течение всего расчетного срока эксплуатации (не менее 50 лет). Ее сравнительно короткий срок, засоры и зарастания, усложненная технология монтажа и неэстетичный вид внутреннего оборудования систем водо- и теплоснабжения из стали стимулировали повсеместный переход на новые инженерные системы. И сегодня не надо убеждать службы заказчика, проектировщиков, строителей и монтажников в преимуществах применения современных полимерных трубопроводов.

В то же время, практика показывает, что накопленные десятилетиями традиции затрудняют применение новых решений, а при их использовании требуются значительные усилия для обучения проектировщиков, строителей и эксплуатационников.

Режим эксплуатации и срок службы

Типовые параметры транспортировки горячей воды в системах теплоснабжения нормализованы в ГОСТ Р 52134-2003 с изм.№1 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления», температурно-временные режимы работы трубопроводов приведены в табл.1. Максимальный срок службы трубопровода определяется суммарным временем работы трубопровода при температурах Траб, Тмакс и Тавар (рабочая, максимальная и аварийная температуры) и составляет 50 лет. При меньшем сроке службы все временные характеристики, кроме Тавар, следует пропорционально уменьшить. Могут устанавливаться и другие классы эксплуатации, но значения температур должны быть не более указанных для класса 5.

Таблица 1. Температурно-временные режимы работы трубопроводов горячего водоснабжения и отопления

Время при Т_раб , год

Время при Т_макс, год

Время при Т_авар, час

Высокотемпературное напольное отопление, низкотемпературное отопление отопительными приборами

Высокотемпературное отопление отопительными приборами

Т_раб – рабочая температура или комбинация температур транспортируемой воды, определяемая областью

Т_макс – максимальная рабочая температура, действие которой ограничено по времени, °С;

Т_авар – температура, возникающая в аварийных ситуациях при нарушении систем регулирования, °С.

*Примечание: Класс эксплуатации 3 в настоящее время не применяется. При необходимости используются

трубы пригодные для классов 1 или 4.

Приведенные в табл. 1 данные не противоречат нормам СП 30.13330.2010 «Актуализированный СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», СНиП 2.04.05-91* (41.01-2004) «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и составлены для средней климатической зоны. При проектировании систем для других климатических зон продолжительность воздействия рабочей температуры транспортируемой среды пересчитывается согласно данным этой зоны в соответствии с СП 60.13330.2010 «Актуализированный СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Трубы из полимерных материалов имеют некоторые особенности по сравнению со стальными трубами. На эти отличия необходимо обращать внимание при выборе типа трубопровода. Рекомендации ГОСТ Р 52134 приводятся в табл.2. Для изготовления труб, согласно этому документу, наиболее часто используют рандом сополимер пропилена (РР-R), сшитый полиэтилен (РЕ-Ха, b, c – последняя литера характеризует тип применявшейся при производстве сшивки), хлорированный поливинилхлорид (PVC-C), теплостойкий полиэтилен (PE-RT) и полибутен (РВ). Два последних материала пока ограниченно представлены на отечественном рынке, но их специфические характеристики позволяют прогнозировать рост их использования.

Таблица. 2. Рекомендуемые полимерные материалы для классов эксплуатации труб и фитингов

ХВ (холодное водоснабжение)

PP-R, PE-X, PB, PVC-C тип II, PE-RT тип I, PE-RT тип II

PP-R, PE-X, PB, PVC-C тип I, PVC-C тип II, PE-RT тип I, PE-RT тип II

PP-R, PE-X, PB, PVC-C тип II, PE-RT тип I, PE-RT тип II;

PP-R, PE-X, PB, PVC-C тип II, PE-RT тип I, PE-RT тип II;

PE, PVC-U и все вышеперечисленные

Все перечисленные материалы относятся к группе термопластов, которые при нагревании выше определенной температуры сохраняют способность перехода в вязкотекучее состояние.

Полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид

В России в основном применяются трубы из РЕ-Х, металлополимерные трубы (МП) на его основе и трубы из полипропилена. При этом последние 15 лет в странах ЕС объем применения труб из РВ, РР-R, PVC-C и нержавеющей стали существенно не изменяется, а из стали и меди снижается за счет увеличения использования РЕ-Х. Последнее наблюдается также и в России. В докризисный период потребление труб из различных материалов для водоснабжения и отопления в странах ЕС составляло (% в год): МП – 39; PP-R – 17; PVC-U (НПВХ) и PVC-C – 22; нерж. сталь – 2; сталь – 5; Cu – 15. В России в тот же период было использовано труб (тыс. м): МП – 111200; PP-R – 103000; РЕ-Х – 22900; PVC-C – 2600; сталь – 189300; Cu – 24100 (данные рейтингового агенства KwD International).

Таким образом, сшитый полиэтилен (РЕ-Х) и композитные конструкции на его основе – одни из наиболее распространенных в мире материалов для труб, используемых при транспортировке жидких теплоносителей. В России технические требования к таким трубам регламентированы в ГОСТах Р 52134-2003 и 53630-2009. Различные виды материалов (включая модификации) полимерных труб приведены в табл. 3.

Таблица 3. Полимерные материалы и композитные конструкции, используемые при производстве труб

Тип труб, нормативный документ

Однослойные, ГОСТ Р 52134*

РЕ: 63; 80; 100; 100 RC

PE-RT: тип 1; тип 2 (MRC 80)

PVC: U; C тип 1 и тип 2

PE-X–Al– (PE-X; PE-RT; PE);

*Al – прослойка из алюминия; G – прослойка стеклонаполненного PP-R; R – прослойка из вторичного PVC.

Трубы из сшитого полиэтилена применяются как без кислородного барьера (противодиффузионная прослойка), так и с такой защитой, выполняемой из этиленвинилового спирта (EVOH), например PE-X–EVOH–PE-X, или слоя алюминия толщиной 200–400 мкм (металлополимерные MP-Multilaer PE/Al – PE-X–Al–PE-X, рис. 2). Большинство трубных систем из РЕ-Х может выдерживать температурный режим эксплуатации по классу 5. Выпускаются также трубы только для ХВ и ГВС. Обычно это отражается в их маркировке.

Рис. 2. Конструкция металлопластиковой трубы

Сшитый полиэтилен, как правило, не сваривается и не склеивается, поэтому соединение труб между собой и арматурой осуществляется механическими штуцерными фитингами с обжимом трубы на штуцере цангой с накидной гайкой, надвижной или опрессовочной муфтами (пресс-фитинг) аналогично трубам небольшого диаметра из PB и PE-RT. Последние два типа соединений более дешевые и применяются при больших объемах монтажа. Трубы из PP-R, PB и PE-RT также сваривают в раструб литыми соединительными деталями, а с d > 50 мм и толщине стенки не менее 5 мм – в стык, из PVC-C и PVC-U – склеивают с помощью раструбных соединительных деталей.

Соединительные детали и арматура (рис. 3) для труб из РЕ-Х, РЕ-Х–EVOH– РЕ-Х, РЕ-Х–Al–РЕ-Х, а также профессиональный монтажный инструмент в Россию поставляются по импорту, а проектирование и монтаж систем осуществляются по соответствующим СНиПам и СП (например, СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб»).

Рис. 3. Монтаж металлопластиковых труб

Сшитый полиэтилен в последние несколько лет частично вытесняется теплостойким полиэтиленом (PE-RT – сополимер этилена с октеном) и металлополимерными композитами на его основе. Важные преимущества этого материала перед РЕ-Х – возможность экструзии труб без дополнительной сшивки и выполнение сварных соединений. При этом трубы из PE-RT по сравнению с трубами из РЕ-Х несколько дешевле. Они выпускаются для внутренних сетей ХВС и ГВС, а для отопления – с антидиффузным барьером.

Трубопроводы из полипропилена (РР) в России начали применять с середины 70-х годов прошлого века. В середине 80-х годов было освоено промышленное производство статистического сополимера пропилена с этиленом (PP-R – random copolimer, тип 3), труб и соединительных деталей из него. Особенность PP-R – большая стойкость к воздействию горячей воды, благодаря чему он стал применяться не только в системах ХВС, но и теплоснабжения (рис. 1).

Рис. 1. Армированные полипропиленовые трубы

Технические требования к таким трубам и деталям регламентированы в ГОСТ Р 52134-2003 и СП 40-101-96 «Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер». Российскими предприятиями поставляются трубы и детали с наружными диаметрами до 125 мм. Причем в текущее десятилетие возможно значительное увеличение производства PP-R. К основным преимуществам трубопроводов из этого материала относятся: применение сварки для соединения труб и деталей, причем детали для раструбной сварки существенно дешевле механических штуцерных; удобство монтажа в квартирах небольшой площади; возможность повторять трассировку трубопроводов, аналогичную традиционной из стальных труб.

Трубопроводы из PVC-C рекомендуются для транспортировки воды в системах ГВС и теплоносителя в системах отопления. В 2007 г. в России было запущено производство труб из PVC-C Тип II диаметром 16–110 мм, PN 16 и 25. Этот материал был разработан с учетом российских особенностей тепловых нагрузок, а трубы, выполненные из него, соответствуют классам эксплуатации 1–5. Трубопроводы из PVC-C характеризуются высокой прочностью и самым низким коэффициентом линейного теплового расширения среди полимерных труб – 0,066 мм/м °С. Их важная особенность – клеевая технология монтажа. Кроме того, трубы из PVC-C – единственные из полимерных труб имеют группу горючести Г 1 – они не горят, не плавятся и не образуют горящих капель, их температура воспламенения – 482 °С, кислородный индекс – 60 %. В связи с высокой огнестойкостью трубопроводы из этого материала используются в спринклерных системах пожаротушения.

Для транспортировки горячей воды в системах ГВС и отопления в ГОСТ Р 52134-2003 нормализовано применение трубопроводов из полибутена для классов эксплуатации 1–5 (табл.1). Этот материал характеризуется высокой устойчивостью к растрескиванию под напряжением, низкой ползучестью при длительных механических нагрузках, высокой износо- термостойкостью и стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения (рис. 4).

Рис. 4. Максимальное рабочее давление для различных видов труб

В трубах, используемых для отопления, предусматривается противодиффузионный слой из EVOH. Наиболее широко полибутен применяется в Англии, Германии, скандинавских странах и Северной Америке. Полибутеновые трубы свариваются в раструб, но обычно при лучевом монтаже длинномерных труб применяются механические штуцерные соединения с накидной гайкой или прессованные надвижные муфты.

Характеристики и расчеты

Условный размер, принятый для классификации труб из термопластов и всех составляющих элементов систем трубопроводов, соответствующий минимальному допустимому значению среднего наружного диаметра трубы, называется номинальным наружным диаметром d (мм). Номинальная толщина стенки e (мм) – это условный размер, соответствующий минимальной допустимой толщине стенки трубы в любой точке ее поперечного сечения. Для внутренних трубопроводов обычно используют трубы следующих наружных диаметров: 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 75; 90; 110; 125; 140; 160 мм.

Трубные полимерные материалы, в частности, характеризуются гидростатической прочностью sLPL ,МПа. Эта величина с размерностью механического напряжения является пределом прогнозируемой длительной гидростатической прочности при температуре Т и времени t. Минимальная длительная прочность MRS, МПа – это значение нижнего доверительного предела sLPL при температуре 20 °С в течение 50 лет.

Расчетное напряжение ss ,МПа – это допустимое напряжение в стенке трубы в течение трубы течение 50 лет при температуре 20 °С с учетом коэффициента запаса прочности С:

Коэффициент запаса прочности – безразмерная величина, имеющая значение больше единицы и учитывающая особенности эксплуатации трубопровода, а также его свойства, отличающиеся от учтенных при расчете MRS.

Серия труб S (номинальная) также представляет собой безразмерную величину, определяемую как отношение расчетного напряжения ss к максимальному допустимому рабочему давлению РPMS. Еще одна важная и также безразмерная величина – стандартное размерное отношение SDR. Оно численно равно отношению номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки. Значения SDR и S связаны соотношением:

где S – серия труб.

Номинальное давление PN, бар, является условной величиной и также используется для классификации труб из термопластов. Она численно равна максимально допустимому рабочему давлению, выраженному в барах (1 бар=0,1 МПа=1,0197 кгс/см2 = 0,98692 атм. При ошибке 0,5 %, 1 бар – 0,98 атм – 1,02 кгс/см2. Если пренебречь разницей между технической атмосферой и баром (стандартной атмосферой), то погрешность составит 2 %, при ошибке в 3 % можно считать физическую и стандартную атмосферу равными друг другу. Прим. ред.).

Максимальное значение постоянного внутреннего давления в трубопроводе в течение срока службы 50 лет МОР рассчитывается по формуле:

где MRS – минимальная длительная прочность, МПа; С – коэффициент запаса прочности; SDR – стандартное размерное соотношение.

Максимальное давление воды в трубе Pmax при заданных условиях эксплуатации (переменный температурный режим) определяется как:

где sо – расчетное напряжение стенке трубы, МПа, для заданного класса эксплуатации, определяемое по правилу Майнера, S – серия труб.

Трубы и соединительные детали из термопластов применяют в системах водоснабжения и отопления с максимальным рабочим давлением 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 МПа и температурными режимами, указанными в табл. 1. Трубы и соединительные детали, предназначенные для классов эксплуатации 1–5, должны быть пригодными для класса «ХВ» при максимальном рабочем давлении 1,0 МПа.

Зависимости времени до разрушения трубы (t, ч.), напряжения в стенке трубы (s, МПа) для используемых температур эксплуатации и эталонные кривые длительной прочности труб из полимерных материалов приведены в ГОСТ Р 52134-2003. Расчетные серии для труб 1–5 классов эксплуатации S¢max , по которым определяют минимально допустимую толщину стенки, рассчитывают по формуле:

где sо – расчетное напряжение в стенке трубы, МПа, для классов эксплуатации 1–5, определяемое по правилу Майнера; Pmax – максимальное рабочее давление – 0,4; 0,6; 0,8 или 1,0 МПа.

Расчетные серии для труб класса «ХВ» S¢ХВ определяют по формуле:

где MRS – минимальная длительная прочность, МПа; C – коэффициент запаса прочности; MOP – максимальное рабочее давление, МПа, при t = 20 °C.

При расчете S¢max и S¢хв округление производят в меньшую сторону до ближайшего значения серий S, указанных в табл. 4.

Таблица 4. Стандартное размерное соотношение SDR и соотвествующие серии труб S (SDR = 2S+1)

Как выполняется проектирование водоснабжения и канализации

Водопровод и канализация входят в обустройство зданий и сооружений, где живет, отдыхает и работает человек. Монтаж водоснабжающих и сточных сетей выполняют по индивидуальным проектам.

Как происходит проектирование водоснабжения и канализации

Проектирование систем водоснабжения и канализации ведут поэтапно. Собирают исходную информацию об объекте: генплан с коммуникациями, геологические характеристики, технические условия. На основе полученных данных формируют техническое задание и составляют проект.

Разработка проекта решает следующие задачи:

• Расчет водопотребления, требуемого напора воды, объема стоков.
• Составление плана водоснабжения и канализации.
• Выбор материалов и оборудования.

Сначала определяют источник питьевой воды: центральный водопровод, колодец или скважина. Если городские сети не подключены, выбирают подходящий способ получения горячей воды: теплообменник, электрический водонагреватель или газовый бойлер.

Назначают место установки септика, если отсутствует подключение к общей канализации. Септик проектируют на расстоянии от 30 м до скважины, а основной канализационный стояк располагают у ближайшей к нему стены. Чертят наружный план водопровода и канализации до точки входа в фундамент здания.

Составляют чертеж внутренней разводки водопроводных и сливных труб с указанием длин, диаметров, точек установки сантехнического оборудования. Проекты разводки сетей многоэтажных объектов выполняют на одном или нескольких вертикальных стояках.

Количество сантехнических приборов и пользователей определяет требуемые напор, потребление воды, сливной объем. Рассчитывают данные характеристики, задают диаметры трубопроводов, параметры насосной станции.

Диаметр основной наружной сточной трубы определяет угол уклона:

• Ø 110 мм — 0.02
• Ø 160 мм — 0.008

Не допускается уменьшение и увеличение угла уклона слива, так как транспортирующая способность жидкости максимальна при соблюдении расчетного значения.

Выбор материалов и оборудования — завершающий этап проектирования водоснабжения и канализации. Подбирают материалы, учитывая условия эксплуатации, нагрузку на сети, ограничение по цене.

Архитекторы закладывают в проект возможность модернизации, расширения, ремонта комплекса в будущем. Это позволяет в процессе эксплуатации без лишних затрат устранять поломки, устанавливать новое оборудование.

Готовый проект водоснабжения и канализации содержит поэтажные чертежи, пояснительную записку с расчетами, спецификацию материалов.

Что регламентирует СНиП в проектировании инженерных коммуникаций

Проектируют водоснабжение и водоотведение, опираясь на СНиП 2.04.01-85. Нормативный документ предписывает комплекс правил, согласно которым разрабатывают планы водопровода и канализации для жилых домов, общественных зданий, промышленных предприятий. Локальные очистные сооружения проектируют согласно СНиП 2.04.03-85, учитывая строительные нормативы региональных ведомств.

Сточные трубопроводы прокладывают прямолинейно с заданным уклоном, изменять который не допускается. Присоединение приборов и изменение направления труб производят соединительными элементами, которые имеют плавный, обтекаемый угол поворота.

Предусматривают два варианта обустройства внутренней канализации:

• Открытое крепление труб к стенам, опорам, потолкам.
• Скрытая установка в короба, шахты, конструкции пола, перекрытия, прорези стен с последующей заделкой.

Внутренние трубопроводы защищают от механических повреждений, а наружные утепляют и заглубляют под грунт на расчетную глубину. Канализационные стояки выводят на крышу здания либо в сборную вытяжную шахту для вентиляции.

Прочистки проектируют в местах поворота стоков, на тупиковых участках, на стояках. В многоэтажных домах ревизии стояков устанавливают на верхнем и нижнем этажах, а также на этажах над отступами. В домах высотой от 5 этажей делают ревизии через 3 этажа.

Документ СНиП 2.04.01-85 регламентирует соблюдение дополнительных правил при проектировании водопровода и канализации в зданиях, которые построены в особых климатических и природных регионах. К ним относятся вечномерзлые и просадочные грунты, а также сейсмически опасные и подрабатываемые территории.

Соблюдение строительных норм при проектировании обезопасит систему от возможных поломок и некорректной работы в будущем.

Проведение необходимых расчетов

Проектирование систем водоснабжения и водоотведения включает расчеты водопроводного напора, водопотребления, объема сточных вод, а также сметы материальных затрат. Расчеты целесообразны для многоэтажных зданий. В небольших одноэтажных строениях применяют стандартные решения.

Расчет водоснабжения проводят для определения напора воды на сантехнических приборах. Если напор недостаточный, вносят изменения в план водоснабжения: увеличивают мощность насоса, меняют диаметр и длину труб.

Потерю давления воды в результате отбора потребителями и подъема на верхние этажи рассчитывают по формуле:

• H — потеря напора (м),
• λ — коэффициент трения, обозначенный в маркировке трубы,
• L — длина линии (м),
• D — диаметр трубопровода (м),
• g — постоянная: 9,81 м/с2,
• V — скорость течения воды (м/с).

Формула определения скорости течения воды:

• D — внутренний диаметр трубы,
• π — постоянная: 3,14,
• Q — расход воды (м3/с), принимают по приложению 2 СНиП 2.04.01-85.

Водопотребление зависит от количества жильцов и от вида установленного оборудования. Значения для разных приборов и их зависимость от количества водопотребителей указаны в таблицах СНиП 2.04.01-85.

Гидравлический расчет водоотвода диаметром до 500 мм делают по номограмме приложения 9 СНиП 2.04.01-85, а для больших диаметров руководствуются СНиП 2.04.03-85.

Сложные технические расчеты следует поручить инженерам-проектировщикам. Специалисты не допустят ошибок при составлении проекта, что гарантирует безотказную работу коммуникаций.

Выбор материалов

Проект водопровода и канализации включает выбор трубопроводов с требуемыми параметрами. Промышленность выпускает широкий ассортимент труб для хозяйственно-питьевой воды и сточных жидкостей.

Материалы изготовления трубопроводов:

• металлопластик,
• чугун,
• сталь,
• медь,
• полиэтилен,
• полипропилен,
• поливинилхлорид,
• стеклопластик,
• асбест,
• железобетон.

Наибольшее распространение получили изделия из полимеров, металлопластика, нержавеющей стали. Внутренние водопроводы изготавливают из полипропилена PPRC, металлопластика, сшитого полиэтилена PEX, гофрированной нержавеющей стали. Внутренние сливные трубы производят из полипропилена PP, серого ПВХ и полиэтилена высокой плотности HDPE.

Для наружных водопроводов применяют изделия из полиэтилена PE и полиэтилена с защитным слоем PE-RC. Внешние водоотводы делают из поливинилхлорида оранжевого цвета, гофрированного полиэтилена и гофрированного двухслойного полипропилена PP.

Проектировщик принимает тип труб, опираясь на технические условия проекта, достоинства, недостатки материала, а также учитывает пожелания заказчика.

Этапы и особенности обустройства сетей водоснабжения и канализации

По готовому проекту на водоснабжение и канализацию выполняют обустройство сетей и оборудования. Создание автономной сети начинают с бурения скважины или рытья колодца.

Устанавливают источник воды: насос, станцию автономного водоснабжения. Монтируют фильтры очистки воды. Сооружают септик или биоочистительную станцию. Альтернативный вариант для дачи — накопительный резервуар или выгребная яма.

Выкапывают траншеи для наружных линий водоснабжения и канализации. Засыпают дно траншей песком, одевают на трубопроводы утеплитель, укладывают с заданным уклоном. Слив в отверстие не осевшего септика устанавливают свободно до осадки. Подводят линии к зданию, соединяют с внутренней сетью.

Водопроводы подвержены перемерзанию в зимний период, поэтому их закладывают ниже глубины промерзания грунта. Оптимальный вариант — скважина и насос находятся внутри придомовой пристройки, тогда необходимость наружных водопроводов отпадает.

Внутренние горизонтальные трубопроводы первого уровня ведут от точки входа с постоянным к ней уклоном. На следующих этажах делают уклон к месту стыковки линии со стояком.

Разводку по приборам делают при помощи соединительных деталей. Повороты линий выполняют угловыми фитингами. Стояки устанавливают вертикально с вентиляционным выводом на кровлю.

Завершающий этап — проверка и конечная отладка сетей. Подают воду, исследуют линии с приборами на наличие протечек. Устраняют неисправности при необходимости. Если недочетов нет, то внутренние трубопроводы закрывают или заделывают, а наружные засыпают грунтом.

Скрытые трубопроводы закрывают после специальной проверки. Подают на них воду под избыточным давлением, которое выдерживают несколько часов.

Проектирование сетей водоснабжения и канализации неразрывно связано с постройкой объектов, где присутствуют люди. Надежность работы коммуникаций зависит от точности составления проекта.