Прокладка внутреннего трубопровода является одним из важных этапов работ после строительства индивидуального жилья. При отсутствии плана или самостоятельном монтаже часто приходится решать задачу, какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме.
Стоит отметить, что для точного нахождения трубных диаметров необходимо учитывать широкий ряд факторов, пользоваться табличными данными или формулами для расчетов. С другой стороны, задача не столь сложна, если воспользоваться стандартными методами определения размеров труб по многократно проверенным рекомендациям специалистов.
Рис. 1 Варианты устройства в доме внутреннего водопровода
Требования к трубам водоснабжения и их разновидности
В индивидуальных домах для подачи горячей и холодной воды используют несколько разновидностей труб. Их физические параметры обеспечивают длительный эксплуатационный срок при заданных температурных и напорных характеристиках рабочей среды.
Основные требования к трубопроводам по СНиП 2.04.01-85:
- Они должны выдерживать рабочее давление в сети не менее 4,5 бар при температуре холодной воды 20 °С в течение 50 лет эксплуатации.
- При постоянной температуре горячей воды около 75 °С расчетный эксплуатационный срок трубопровода не должен опускаться ниже 25 лет.
СНиП 2.04.01-85 также устанавливает, каким должен быть внутренний водопровод. Он допускает применение полимерных труб из полиэтилена низкого давления (ПНД), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полибутилена (ПБ), металлопластика, стеклопластика, прочих пластиков и их композитных соединений.
Из металлов допускается прокладывать трубопроводы из меди, бронзы, латуни, стали с наружным и внутренним антикоррозионным покрытием.
При использовании в горячем водоснабжении данным условиям удовлетворяют не все трубы, поэтому часто трубопроводы с горячей и холодной водой монтируют из разных материалов.
Несмотря на широкий ряд труб, разрешенных для укладки внутреннего водопровода, их применение ограничивает следующий важный фактор.
Внутренний трубопровод должен иметь наименьшую теплопроводность, чтобы исключить нагрев холодной и остывание горячей воды.
В итоге в списке труб, из которых можно сделать водопровод, должны отсутствовать все металлические изделия. Также не подойдут и полимеры, армированные металлами — полипропилен с алюминиевой оболочкой и металлопластик.
Если исключить из рассмотрения редкие и соответственно малоиспользуемые трубы из полибутилена, стеклопластика, клеевого поливинилхлорида, то ответ на вопрос, какие трубы лучше выбрать для водоснабжения, станет очевиден.
Используемыми останутся два вида труб, и это полипропилен ПП и полиэтилен низкого давления ПНД. Каждый из этих материалов благодаря толстым стенкам имеет низкую теплопроводность — 0,25 Вт/м·°С у полипропилена и 0,32 Вт/м·°С у полиэтилена низкого давления.
Рис. 2 Примеры прокладки наружной водопроводной магистрали
Какой диаметр задают для измерений
Так как каждая трубная оболочка имеет наружный и внутренний диаметр, при их задании может возникнуть путаница. Любому пользователю, вплотную занимающемуся прокладкой водопровода, следует знать, что трубы из металлов и пластиков измеряют по-разному.
Диаметр металлических труб задается их внутренним проходным каналом, его называют номинальным или условным. Связано это с тем, он привязан к ближайшему значению из стандартизированного ряда и не соответствуют реальной величине. Пример стандартного числового ряда условных диаметров стальных труб: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65 мм.
Иногда диаметры стальных трубопроводов указывают в дюймах с дробными долями, соотнося их с размерами миллиметрах: 1/2 — 15 мм, 3/4 — 20 мм, 1 — 25 мм, 1 1/4 — 32 мм, 1 1/2 — 40 мм.
Размеры всех полимерных труб задают их наружным диаметром в миллиметрах. Они должны соответствовать стандартному числовому ряду, его фрагмент: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 мм.
Этот показатель точно соответствует размерам в миллиметрах и не задается в дюймах.
В маркировке полипропиленовых труб всегда указывается толщина стенки, благодаря чему несложно вычислить диаметр проходного канала. Это может быть важно при проведении гидравлических расчетов.
Иногда на них ставят символ SDR, равный результату от деления наружного диаметра на толщину стенки. Чем ниже SDR, тем более толстостенной считается пластиковая труба.
Стоит отметить, что в отличие от стальных, размеры труб из меди и нержавейки задают их наружным диаметром.
| Трубы PN10 для холодной воды, рабочая температура 20 ºС давление 10 атм., отрезки 4 м | |||
| Размер мм | Наружный диаметр мм | Толщина стенки мм | Водоемкость л/м |
| 20 х 1,9 | 20 | 1,9 | 0,206 |
| 25 х 2,3 | 25 | 2,3 | 0,327 |
| 32 х 3,0 | 32 | 3,0 | 0,531 |
| 40 х 3,7 | 40 | 3,7 | 0,834 |
| 50 х 4,6 | 50 | 4,6 | 1,307 |
| 63 х 5,8 | 63 | 5,8 | 2,075 |
| 75 х 6,9 | 75 | 6,9 | 2,941 |
| 90 х 8,2 | 90 | 8,2 | 4,254 |
| 110 х 10,0 | 110 | 10,0 | 6,362 |
Системы отопления
Чтобы правильно вычислить диаметр труб, надо учитывать схему разводки. Сопротивление влияет на параметры отопительного оборудования и характеристики деталей (сечение, материал). В коттедже используют 2 разновидности систем обогрева.
Двухтрубная
Отопительный вариант с вертикальным стояком по размещению труб может быть как верхним, так и нижним. К каждому радиатору подключают 2 элемента: для подвода горячей и отвода холодной влаги. Горизонтальная разводка бывает:
- тупиковой;
- параллельной;
- лучевой (коллекторной).
Особенности полипропиленовых труб
Трубы из полипропилена занимают лидирующее положение по широте использования в водопроводах частных домов и коммунальных квартир. Им нет достойных конкурентов по стоимости, простоте монтажа и практичности при прокладке магистралей холодного водоснабжения (ХВС). Основной недостаток полипропилена — высокий коэффициент линейного расширения при нагревании, в данном случае не является важным фактором.
В трубопроводах горячего водоснабжения (ГВС) обычный полипропилен не применяют из-за недостаточной термостойкости и высокого коэффициента линейного удлинения.
Там лучше использовать соэкструзированный материал, представляющий собой полипропиленовую трубу с внутренней стекловолоконной оболочкой. Стекловолокно повышает термостойкость всей трубы и уменьшают ее тепловое расширение.
Полипропиленовые трубы соединяют пайкой, если стыкуют два отрезка одинакового диаметра, сверху на них одевают, в зависимости от монтируемого узла, муфту, отвод или тройник. Такой способ соединения называется раструбным. Благодаря этому методу проходное сечение полипропиленового трубопровода на всех участках остается неизменным. Благодаря большому количестве различных полипропиленовых фитингов, можно спаять практически любой узел. При стыковке трубных отрезков разных диаметров используют переходные муфты.
При одинаковых наружных размерах диаметр проходного канала ПП-труб намного меньше, чем у металлических или полимерных аналогов из сшитого полиэтилена.
Что касается напорных характеристик, то обычный полипропилен выдерживает давление от 10 (PN10) до 20 (PN20) бар в течение всего эксплуатационного срока. Армированный стекловолокном трубопровод может работать длительный период при напоре рабочей среды до 20 (PN20) или 25 (PN25) бар в условиях повышенных температур.
Рис. 3 Размеры труб из полиэтилена
Где брать таблицы?
Тут как раз всё просто. Обычно все подробные таблицы со всеми нужными данными можно посмотреть (или скачать себе) на сайтах производителей труб. Но бывает, что таблиц всё-таки нет.
Можно выйти из такой ситуации следующим образом. Если нет таблиц для внешнего диаметра – то берёте для внутреннего, и рассчитываете по ней. Да, будут неточности, но, как показывает опыт, для принудительной циркуляции они совсем незначительны и допустимы.
Проанализировав огромное количество уже установленных и прекрасно работающих систем, специалисты заметили определённую закономерность по выбору сечения трубы. Она подходит в основном для малогабаритных автономных систем.
В частных домах, трубы, которые выходят из котла, чаще всего по размерам встречаются одна вторая и три четверти. Такой диаметр трубы для отопления дома используют до первой развилки, а на каждой следующей уменьшают сечение ровно на один шаг.
Но такой способ применим только для квартир и одноэтажных домов, для многоэтажек, увы, придётся всё очень тщательно рассчитывать.
Если у нас частный дом или квартира, автономное отопление не более чем на 5-8 радиаторов и на 2-3 развилки, мы легко можем рассчитать всё сами. Нам понадобиться знать, в какой мере мощная каждая отопительная точка, потери тепла в помещении и хорошая таблица для подбора диаметра трубы.
Однако, как уже стало понятно, рассчитать сложную многоуровневую систему с многочисленными стыками и развилками доверьте опытным специалистам. Ну, а если Вы всё же решились сделать всё сами, то хотя бы почитайте статьи, такие как наша и проконсультируйтесь у специалистов.
Источник: eurosantehnik.ru/kak-vybrat-diametr-truby-dlya-otopleniya-doma.html
Трубы из полиэтилена низкого давления
Трубы из ПНД используют для наружной прокладки водопроводов. Их выпускают в отрезках и бухтах диаметров, соответствующих стандартному числовому ряду.
Существует несколько марок полиэтилена в зависимости от его внутренней структуры, трубы изготавливают из ПЭ-80 и ПЭ-100, лучший из них последний.
В отличие от полипропиленовых, у ПНД-труб толщина стенки может варьироваться в более широких границах. Для них также установлено размерное соотношение наружного диаметра к толщине стенки SDR, и оно может быть разным в диапазоне от 2,5 до 41.
ПНД-трубы рассчитаны на транспортировку воды с температурой, не превышающей 40 °С. Понятно, что их используют только в системах холодного водоснабжения.
Что касается напорных характеристик, то давление, которое может выдержать ПНД труба, лежит в диапазоне от 2,5 до 25 бар и напрямую зависит от SDR.
ПНД трубы соединяют при помощи компрессионных наружных муфт, так что их внутренний диаметр на всем протяжении трубопроводной магистрали остается неизменным.
Статья по теме:
Что такое ПНД труба
В отдельной статье рассказывается, что такое ПНД труба – процесс производства, применение, способы стыковки, монтаж.
Рис. 4 Монтаж труб из полипропилена и полиэтилена
Необходимые данные для расчета
Основная задача отопительных труб – доставить тепло к нагреваемым элементам (радиаторам) с минимальными потерями. От этого и будем отталкиваться при выборе правильного диаметра трубы для отопления дома. А вот чтобы рассчитать всё верно, нужно знать:
- длину трубы;
- потери тепла в здании;
- мощность элементов;
- какая будет разводка труб (естественная, принудительная, однотрубная или двухтрубная циркуляция).
Следующим пунктом после того, как у Вас на руках будут все вышеперечисленные данные, необходимо будет набросать общую схему: как, что и где будет расположено, какую тепловую нагрузку будет нести каждый отопительный элемент.
Затем можно будет начинать высчитывать нужное сечение диаметра трубы для отопления дома. Также следует быть внимательным при покупке:
- металлопластиковые и трубы из стали маркируются по размеру внутреннего диаметра, тут проблем нет;
- а вот полипропиленовые и медные – по внешнему диаметру. Следовательно, нам нужно либо измерять внутренний диаметр самостоятельно с помощью штангенциркуля, либо – от внешнего диаметра трубы для отопления дома отнять толщину стенок.
Не забывайте об этом, потому как нам нужен именно «внутренний диаметр трубы для отопления дома» чтобы всё рассчитать верно.
Факторы, влияющие на выбор трубного диаметра
Трубопровод водоснабжения предназначен для транспортировки к точкам разбора холодной и горячей воды необходимой температуры и напора. Если температурные параметры зависят от свойств источника и теплопроводности труб, то напорные характеристики определяются трубными размерами. То есть, чем меньше сечение и больше длина трубопровода, тем ниже давление воды будет на конце линии.
С учетом вышеизложенного, на выбор диаметра водопроводной трубы влияют следующие факторы:
- Напор на входе внутреннего водопровода. При индивидуальном водоснабжении он задается автоматическими приборами (реле давления).
- Длина трубопроводной магистрали.
- Необходимый напор в точках водоразбора.
- Количество, вид и сечение проходных каналов запорной и регулирующей арматуры, приборов учета, насосного оборудования по пути следования воды. Любое сужение прохода на пути водотока значительно повышает гидропотери.
- Число поворотов и изгибов магистрали. Каждый поворот и изгиб создает сопротивление водному потоку и увеличивает гидравлические потери.
- Объемы водопотребления. Фактор напрямую связан с количеством точек подключения сантехприборов — чем их больше, тем большее понадобится сечение труб.
- Схема разводки трубопровода. Если магистраль подходит последовательно к каждому прибору, ее диаметр делают больше. При использовании коллекторной подводки внутреннее сечение труб берут поменьше.
Последовательность вычисления сечения отопительных магистралей
Для коммуникаций с циркуляционными насосами понадобится учесть объем теплоносителя в системе, общую протяженность теплотрассы, эталонную скорость потока, теплопередачу отопления, мощность оборудования, величину сопротивления и давление без насоса.
Чтобы выяснить размер изделий, понадобится сделать поправку на снижение КПД – сопротивления поворотов, изгибов и фитингов. Вычисления можно проводить по формуле H = λ(L/D)(V2/2g), где:
- Н – высота нулевого давления без напора в м;
- λ – коэффициент сопротивляемости труб;
- L – длина магистрали;
- D – внутренний диаметр трубы в мм;
- V – скорость потока в м/с;
- g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.
В процессе исчислений минимальных потерь тепла нужно проверить несколько вариантов диаметров на предмет минимального сопротивления.
Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме
Как было показано выше, трубный диаметр задается фиксированными значениями из стандартизированного числового ряда со значительной разбежкой. Это делает его точный подсчет по формулам, таблицам и онлайн-калькуляторам в подавляющем большинстве случаев бессмысленной процедурой. Даже самый простой вариант определения диаметра по пропускной способности труб и суммирования водопотребления одновременно включенного сантехнического оборудования (таблица 3.) не стоит потраченного времени и давно проведен специалистами-монтажниками.
Снаружи
Если для частного дома смонтирована система индивидуального водоснабжения, то вода от погружного или поверхностного электронасоса поступает в него по подземному трубопроводу из полиэтилена низкого давления ПНД.
Выходные патрубки большинства насосов рассчитаны на подключение труб диаметром 1 или 1 1/4 дюйма, то есть наружными диаметрами 25 и 32 мм. Так как трубопровод от электронасосов запрещено заужать, то перед монтажниками нет выбора, какие трубы использовать.
Иногда, если выход электронасоса имеет выходной патрубок в 1 дюйм (25 мм), а расстояние до дома слишком велико, для снижения гидравлических потерь использует трубопровод большего диаметра в 1 1/4 дюйма (32 мм).
Аналогичным образом поступают и при подключении от централизованной водопроводной магистрали. В подавляющем большинстве случаев перед монтажниками не стоит вопрос, какую трубу выбирать. Достаточно использования двух видов — 25-ой или 32-ой ПНД-трубы.
Рис. 5 Один из вариантов коллекторной разводки и соответствующих ему труб из тонкостенного металлопластика (для ПП все диаметры следует увеличить на один типоразмер)
