Вода является ключевым элементом жизнеобеспечения каждого дома. И грамотная разводка труб водоснабжения в квартире позволяет снабдить водой все точки ее потребления. Чтобы обеспечить достаточное давление воды в квартирной системе труб, нужен гидравлический расчет системы. Также необходимо учесть материал труб, схему и принцип их расположения.

Содержание:

• Проектирования водопровода в квартире
• Гидравлический расчет водоснабжения квартиры
• Расчет диаметра водопроводных труб
• Расчет потерь водопроводного напора
• Схемы разводки водоснабжения
  • Последовательная разводка водопровода
  • Коллекторное водоснабжение квартиры
• Трубы для квартирного водопровода
• Соединения металлических труб сгонами
• Нюансы сборки металлопластиковых труб
• Построение водоснабжения квартиры – видео

Проектирования водопровода в квартире

Подготовка правильного проекта разводки водоснабжения позволит избежать проблем как на стадии монтажа труб, так и позже, при пользовании водопотребляющим оборудованием.

Следует точно определиться с перечнем сантехники и потребляющего воду стационарного бытового оборудования, установка которых будет осуществлена в квартире. Затем вычертить план квартиры в масштабе, обозначить на нем позиции приборов, требующих подключения к водопроводу.

Остается определить схему развязки трубопровода, учитывающую в плане всю водопотребляющую технику (стационарную). Помимо потребителей воды на схеме обозначается оборудование, являющееся частью системы водоснабжения (водомеры, насосы и т.п.), протяженность участков трубопровода и диаметры труб.

Водопроводные коммуникации практичнее вести по стенам — в штробах или поверх. При необходимости можно обшить поверхностную магистраль коробом из пластика, гипсокартона (+)

В идеале схема должна учитывать позиции и характеристики (размер, тип) переходников, фитингов, муфт и т.п. Однако это выполнимо лишь для сантехника. Проще подготовить проект без этих «подробностей», идти с ним в сантехнический магазин и показать проект продавцу. Он поможет выбрать необходимые «мелкие» комплектующие.

Но прежде, чем идти за трубами и фитингами, нужно произвести гидравлический расчет проекта водоснабжающей системы. Это позволит убедиться в отсутствии значительного спада давления в проектируемой системе разводки водопровода, ее способности обеспечивать водой всех потребителей при их одновременной работе.

Гидравлический расчет водоснабжения квартиры

Под гидравлическим расчетом водопровода подразумевается расчет трех параметров:

• расход воды в отдельных участках трубопровода;
• скорость движения воды в трубопроводе;
• диаметр труб, при котором спад напора будет приемлемым.

Если, учитывая потери на движение по трубопроводу, напор окажется ниже нормы, потребуется установка на подаче воды повысительного насоса.

Выстроенные на сгонах-тройниках водопроводящие коммуникации проще монтировать и скрывать от взгляда. Однако последнему водопотребляющему прибору напора может не хватить

Установить нормативный расход воды по определенному сантехническому оборудованию можно либо из его техпаспорта, либо, в обобщенном формате, по СП 30.13330.2012 (приложение А1). Сведения по нормативному расходу из названного приложения, применимые к бытовой сантехнике, указаны в таблице на картинке.

Чем больше оборудования подключено к водопроводной сети и чем чаще оно используется одновременно, тем более
велик риск недостаточного напора. Особенно это касается последовательных трубопроводов (+)

Поскольку в квартире сантехнические приборы состоят в контуре одной водопроводной сети и предполагается их одновременное использование, расходы по ним суммируются.

К примеру, в составе квартирной сети водоснабжения имеются умывальник, душ и унитаз, одновременная работа которых вполне возможна. Суммируем наибольшие секундные расходы двух первых приборов: 0,15+0,2=0,35 л/с.

В отношении унитаза в таблице приводится максимальный расход воды в секунду для слива, не для набора бачка. Поэтому нужно пересчитать в секунды среднечасовой расход по этому сантехническому прибору: 4:3600=0,0011 л/с. Общий секундный расход по трем приборам составит: 0,35+0,0011= 0,3511 л/с.

Расчет диаметра водопроводных труб

Сечение водопроводной трубы, точнее площадь сечения, определяется формулой:

S=π·r²

В которой:

S – площадь сечения трубы, м²;

π – число «пи» с достаточным значением 3,14;

r – радиус внутреннего сечения, м.

Как правило, в отношении стальных труб значение радиуса приравнивается к половинному значению их условного прохода (ДУ). У пластиковых труб номинальный наружный диаметр и внутренний диаметр обычно отличаются на шаг. Например, у 40 мм полипропиленовой трубы внутренний диаметр примерно соответствует 32 мм.

Пользуясь только формулой расчета площади сечения труб рассчитать необходимые пропускные параметры водопровода не получится. Необходимо воспользоваться еще одной формулой:

Q=V·S

Здесь:

Q – расход воды, м³;

V – скорость потока воды, м/с;

S – площадь сечения трубы, м².

Нормативы для внутренних водопроводов ограничивают диапазон скорости воды в пределах 0,7-1,5 м/с. Если вода будет двигаться с большей скоростью, то водопроводные трубы довольно громко зашумят. Определим внутреннее сечение трубопровода, учитывая наибольшую допустимую скорость воды.

Чем выше скорость жидкости в водопроводных трубах, тем более велико сопротивление ее продвижению. Причем
при падении напора в 16 мм трубопроводе из-за недостаточного сечения повысительный насос не поможет (+)

Прежде переведем расчетный расход воды, используя подсчитанные выше данные для умывальника, унитаза и душа, в кубометры в секунду: 0,3511·0,001= 0,0003511 м³/с.

Теперь получится рассчитать минимальную площадь сечения трубопровода, применив вторую формулу и введя максимально допустимое значение скорости воды: S=0,0003511:1,5=0,000234 м².

Определим радиус внутреннего сечения водопровода по первой формуле: r²=0,000234:3,14=0,00007452. Вычисляем корень из полученного значения и получаем: r=0,00863 м. Соответственно, в миллиметрах радиус внутреннего сечения будет 8,63 мм. Умножив полученное значение радиуса на два, находим требуемый диаметр трубы для водопровода: 8,63·2=17,26 мм. Т.е. оптимальное ДУ трубопровода составит 20 мм (округление в большую сторону).

Расчет потерь водопроводного напора

Формула определения потери напора на трубопроводе определенной длины следующая:

H=iL·(1+K)

В которой:

H – величина потери напора, м;

i – гидравлический уклон труб водопроводной сети квартиры;

L – протяженность труб водопровода, м;

K – коэффициент, связанный с назначением сети водопровода.

Для проводящих воду трубопроводах хозяйственно-питьевого назначения коэффициент K равняется 0,3.

Вообще, наибольшая сложность с данной формулой возникает в отношении малопонятного параметра «гидравлический уклон». Под ним понимается сопротивление движению воды, оказываемое трубой. Параметры, влияющие на гидравлический уклон:

• скорость движения воды. Больше скорость – выше гидравлическое сопротивление трубопровода;
• диаметр проводящей воду трубы. Чем он меньше, тем более высоко значение гидравлического сопротивления;
• степень гладкости внутренних стенок трубы. Данная характеристика зависит от материала исполнения трубопровода (труба из ПНД более гладкая, чем из стали) и продолжительности его службы (отложения извести, ржавчина).

Наиболее удобный способ вычисления гидравлического уклона – таблица Ф.А. Шевелева. Используя ее, получится сравнительно быстро определить гидравлический уклон с учетом диаметра, материала трубопровода и скорости воды.

Если число водопотребляющих приборов превышает 7 единиц и протяженность водопровода составляет более 25 м,
потребуется либо выстраивать магистраль на коллекторной гребенке, либо применять 20 мм трубу (+)

Однако сведения из таблицы Шевелева несколько устарели – современная сантехника работает под более высоким избыточным давлением, чем сантехнические приборы прошлого века. Сегодня нормальное избыточное давление в квартирном водопроводе должно быть не менее 0,3 кгс/м.

Выполним в качестве примера потери напора в системе водопровода, выполненного из пластиковой трубы 20 мм диаметра, общей протяженностью 23 м и наибольшей скоростью движения воды в 1,5 м/с.

Величина гидравлического уклона для трубопровода с названными параметрами составит 232,7, при условии его протяженности в 1000 м (1000i). Для нахождения значения i, используемого в формуле вычисления падения напора, требуется поделить на 1000, т.е. 232,7:1000=0,2327.

Учитывая значение коэффициента в 0,3 (водопровод хозяйственно-питьевого назначения), рассчитаем формулу: H=0,2327·23·(1+0,3)=6,95 м. Т.е. избыточное давление на последнем (концевом) сантехническом приборе в 0,5 атмосфер будет достигнуто, если в сети квартирного водопровода поддерживается давление, равное 0,5+0,695=1,195 кгс/см².

Поскольку в магистральном трубопроводе давление обычно не ниже 2,5 атмосфере, условие функционирования рассмотренного в примере водопровода вполне соблюдено.

Схемы разводки водоснабжения

Выбор оптимальной схемы подключения водопотребляющего сантехнического оборудования зависит от количества потребителей, стадии ремонта, в которой находится квартира и финансовых возможностей ее собственника. Сегодня наиболее распространены два метода распределения водоснабжения по внутриквартирным потребителям:

• последовательная. От подающих воду стояков выводится единственный трубопровод магистрального типа, поочередно питающий сантехнику и бытовые приборы;
• коллекторная. Через распределитель воды, именуемый «гребенкой», жидкость поступает к потребителям в квартире по отдельным трубам.

Зачастую в системах квартирного водопровода оба типа разводки совмещаются, это бывает удобно и выгодно. Рассмотрим названные схемы подробнее.

Последовательная разводка водопровода

Планируя построение квартирного водопровода на тройниках (последовательного), важно не ошибиться с
диаметром труб. Корректно выбрать сечение магистрали позволит, в том числе, расчет потерь напора воды

Этот способ построения водоснабжения в квартирах широко применялся в советском прошлом по следующим причинам – малая площадь жилья, простота и дешевизна исполнения работ. Секции трубопровода, связывающие сантехнику с питающей магистралью, связываются с ним через тройники или водные розетки.

Недостатки последовательной магистрали выражаются в значительном понижении давления воды на последнем сантехническом оборудовании, подключенном к ней. В системах ГВС значительно остывает вода, приходится спускать ее и выжидать, пока жидкость необходимой температуры дойдет по трубе к потребителю.

Однако при небольшой протяженности водопроводной системы выбор тройниковой схемы подачи оправдывает ее сравнительная дешевизна.

Коллекторное водоснабжение квартиры

От последовательного трубопровода коллекторную магистраль отличает допустимость использования труб меньшего
сечения без потери напора. Повысительный насос водопроводу на гребенке не нужен

Принцип коллекторной разводки напоминает систему отопления «теплый пол» — потоки воды распределяются по нескольким трубопроводным веткам небольшой протяженности. Для квартир большой площади подобное веерное водораспределение подходит идеально.

Прежде всего, объемы снабжения водой в каждый отдельный трубопровод позволяют выполнение точной регулировки. Специальные механизмы на коллекторной «гребенке» настраиваются под подачу необходимого объема жидкости. Это особенно удобно для управления ГВС – в любой момент можно сократить подачу горячей воды к определенной точке потребления.

Но коллекторные водопроводные схемы имеют сложную архитектуру и нуждаются в большем количестве труб для постройки.

Трубы для квартирного водопровода

Именно материал водопроводных труб определяет возможные способы их монтажа. В быту используются трубы четырех основных видов: из стали, из меди, из металлопластика и гибкие трубы, называемые сантехнической подводкой.

Стальные трубы наиболее прочны, а значит надежны. Поэтому в квартирах вся связанная с водопроводными стояками проводка выполняется только из стали. Наибольшей стойкостью к ржавлению обладают оцинкованные стальные трубы.

Медный трубопровод более надежен, чем стальной или пластиковый. Но только при условии профессионального
построения. Пайка сегментов медных коммуникаций — задача не для любителя

Сборка системы водопровода из обычных стальных труб производится путем сварного и муфтового соединений, а также с использованием пресс-фитингов. Для оцинкованных труб сварка не применима, поскольку разрушит защитный слой.

Высокой надежностью и долговечностью характеризуются трубы из меди, но они наиболее дороги. У медных труб высокая теплоотдача, теплоизоляция для них обязательна. Соединение труб из меди проводится капиллярной пайкой и сгонами – резьбовыми и пресс-фитингами.

При всем удобстве пластиковых труб в качестве водопроводных коммуникаций, у них имеются эксплуатационные ограничения – работа с водой под температурой менее 95оС и под давлением не выше 10 атмосфер. Сборка пвх-сегментов при построении водопроводной сети выполняется с использованием специальных фитингов.

Наиболее распространены металлопластиковые трубы. Они хорошо подходят для внутренних проводок в помещениях квартиры. Основной минус водопроводного металлопластика – слабая стойкость к механическим повреждениям. Такие трубы монтируются только с закладкой в стены, их нельзя выводить открыто.

Шланг гибкой сантехнической подводки заключен в обмотку из металла. Благодаря обмотке он способен держать высокое давление, однако неустойчив к внешним повреждениям. Данный тип подводки применяется в границах какого-либо одного помещения, к примеру, для подключения к источнику воды раковины, посудомоечной или стиральной машины, водонагревателя.

Соединения металлических труб сгонами

Фиксация участков труб таким способом выполняется на резьбовое соединение. Соединяемые трубные секции должны иметь внутреннюю резьбу (один сегмент) и внутреннюю резьбу (второй сегмент). Резьбовые диаметры обозначаются в дюймах. Выполняются резьбы с диаметрами 1/2, 3/4, один дюйм, полтора, два дюйма и т.д.

Сборка коммуникаций водопровода без специальных ключей будет особенно трудна. Внешне простой газовый ключ
позволит подтянуть гайку и придержать трубу, причем выполнять эти работы одной рукой

Различают трубную и крепежную резьбы. Первая нарезается на трубах, вторая на муфтах и прочих крепежных элементах (фасонных частях).

Для объединения двух жестко закрепленных секций трубопровода применяются разъемные соединения (сгоны). На одном трубном сегменте выполняется длинная резьба – достаточная для полного навертывания муфты и подведения ко второму сегменту с нарезанной короткой резьбой. Остается свинтить муфту со сгона первой трубы на короткую резьбу второй, соединяемой с первой.

Порядок сборки сгона таков:

• для уплотнения короткой резьбы на нее наворачивается льняная подмотка, промазывается масляной краской (например, суриком). Можно выполнить подмотку пластиковой фум-лентой;
• на трубную секцию с длинной резьбой накручивается контргайка. Она необходима для фиксации муфты;
• муфта накручивается на длинную резьбу до контргайки;
• совместив соединяемые трубы, навинчиваем муфту на секцию с короткой резьбой. Остается уплотнить прядью льна участок длинной резьбы между контргайкой и муфтой, прикрутить контргайку к муфте так, чтобы уплотнитель оказался в фаске контргайки.

Для формирования сгона удобно использовать особые трубные ключи – системы Волевача и двухрычажный.

Комплекс водопроводного коллектора лучше собирать полностью из металлических элементов. Тогда
распределительный узел будет наиболее надежным, его сегменты гарантированно не ослабнут

Помимо муфт металлические трубы можно соединять пресс-фитингами, предназначенными для медных или стальных труб. Пресс-фитинги внешне похожи на обычные муфты, но имеют дополнительно оснащение – герметизирующие кольца. Последние применяются для обжима труб (нужны особые клещи), соединяемых пресс-фитинговым сгоном.

Наиболее прочны сварные соединения, однако выполнить их качественно способен лишь специалист. Напомним, что оцинкованные трубы сваривать нельзя, поскольку сойдет слой цинка.

Капиллярная пайка, применяемая при построении сгона на медном водопроводе, выполняется горелкой, развивающей температуру в 150^оС. Припой плавится в 0,4 мм зазоре (не более!) между фитингом и трубой, накрепко соединяя сегменты водопровода. Отметим, что подобная пайка ведется только профессионалом, неспециалисту ее не выполнить.

Нюансы сборки металлопластиковых труб

Монтаж выполняется специальным инструментом: ножницами-труборезами, калибратором, оправками для прогиба труб (внутренними и внешними), пресс-инструментом и ключами гаечными.

Соединение металлопластиковых труб обычно производится компрессионными или пресс-фитингами. Принцип монтажа сгонов через компрессионные фитинги достаточно прост, базируется на резьбовом соединении. Сборка с использованием пресс-фитингов сложнее, рассмотрим ее подробнее.

Надежность сборки водопровода из пластиковых труб в значительной степени связана с фитингами, качеством их
изготовления и монтажа на коммуникациях. Выбирать фитинги, опираясь только на цену — неверно

В конструкцию пресс-фитингов, применяемых в сборке металлопластиковых коммуникаций, входит внутренний штуцер и гильза обжимающая. В центре пресс-фитинга расположено кольцо из пластика-диэлектрика.

Перед началом монтажа проводится обрезка трубы, при этом место реза на ней изменяет форму на овальную. Для возвращений концу металлопластиковой трубы круглой формы применяется особый инструмент – калибратор. Внешне он напоминает многоярусную детскую пирамидку, только кольца несъемные. Для выравнивания обрезанного конца трубы до определенного радиуса калибратор ввинчивается внутрь ее при помощи рукояти.

Чтобы смонтировать компрессионный фитинг, требуется последовательно установить на трубе гайку с разрезным кольцом, с осторожностью до упора ввести в трубу штуцер, следом завинтить гайку.

Для выполнения соединения пресс-фитингом, на трубу заводится обжимное кольцо, затем вставляется штуцер и, применяя специальный инструмент, выполняется обжим гильзы.

Крепление металлопластиковой трубы на поверхностях осуществляется на особые клипсы, предварительно закрепленные на полу или стенах.

Поскольку металлопластиковые трубы хорошо гнутся, их резка с установкой фитинга в зоне изгиба не нужна. Для придания такой трубе изогнутой формы используются внутренние или внешние гибкие оправки.

Построение водоснабжения квартиры – видео

Сборка водопровода из металлопластиковых труб в исполнении мастера-сантехника:

Практическая видеоинструкция по установке муфт для металлопластиковых труб, монтажу сгонов и промежуточных секций водопровода:

Видеопособие по капиллярной пайке медных труб для водопроводной магистрали:

Правила выбора полипропиленовых труб для водопровода:

Построение работоспособной водопроводной системы в квартире невозможно без внимания к деталям на каждом этапе – проектировании, выполнении гидравлического расчета или сборке выбранной схемы разводки. Впрочем, положиться на типовые решения или выполнить построение эффективного водопровода на годы вперед – решать вам.