Гидравлический расчет для подбора трубопроводов методы проведения

Обозначение напора в трубопроводе

Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:

• В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
• В европейских странах применяют другую условную единицу – бар, который равен 10⁵ Па.
• В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.

Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.

К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.

Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:

Нормы давления в трубопроводе

Водопроводное давление измеряется в барах. Величина имеет альтернативное название – атмосферная единица. Под напором в 1 бар вода может подняться на высоту 10 м.

В городских сетях обычно давление составляет 4-4,5 бара, чего хватает для обслуживания многоэтажных домов.

По нормативным документам, в частности указаниям сборника СНиП 2.0401-85, допустимое давление для холодной воды варьируется в пределах от 0.3 до 6 бар, для горячей — от 0.3 до 4.5. Но из этого не следует, что давление в 0.3 атмосферы будет оптимальным. Здесь приведены лишь допустимые границы напора.

Галерея изображений
Фото из
Низкое давление в водопроводе создает массу неудобств при пользовании системой, снижает уровень комфорта в доме/квартире

Из-за недостаточного напора в системе осложняются процессы уборки и приготовления пищи, как ни странно, увеличивается расход воды

Слабый напор не позволит принимать душ и проводить любимые гигиенические процедуры в необходимом объеме

Из-за недостатка давления в сети водоснабжения будут чаще отключаться стиральные и посудомоечные машины, что негативно отразится на сроках их эксплуатации

Если система водоснабжения не радует требующимися параметрами напора, не рекомендовано пользоваться проточными водонагревателями

Превышение давления также неблагоприятно действует на приборы и оборудование

Излишний напор в точках водозабора по аналогии с низким давлением создаст дискомфорт при приеме гигиенических процедур, приготовлении пищи, уборке

Из-за превышения давления быстро изнашивается бытовая техника, электронное управление которой рассчитано на предельные значения давления в сети

Низкое давление влияет на эксплуатацию

Затруднения с набором воды

Сложность приема процедур

Отключение стиральной машины

Угроза перегорания проточного водонагревателя

Последствия превышения давления

Излишний напор в точках водозабора

Выход из строя электронного управления

Жители частных домов вынуждены рассчитывать давление в водопроводе индивидуально. В случае, если система автономная, напор может превышать допустимые по нормативным документам границы. Он может колебаться в районе 2.5-7.5 бар, а иногда достигать и 10 бар. Стандартными значениями для нормальной работы системы с насосной станцией считается интервал 1,4 — 2,8 бар, соответствующие заводской установке показателей реле давления.

Если обеспечить чрезмерно высокое давление в системе, то некоторые чувствительные приборы могут выходить из строя или некорректно работать. Поэтому в трубопроводе давление не должно превышать 6.5 бар.

Высокое давление в водопроводе может вызвать протекание трубы, поэтому важно предварительно рассчитывать оптимальный уровень напора самостоятельно

Артезианские фонтанирующие скважины способны выдать напор в 10 бар. Такое давление способны выдержать исключительно приваренные соединения, большинство же фитингов, запорно-регулирующих узлов под его действием разрушаются, в результате чего возникают течи на участках.

Определять, какое необходимо давление воды для нормального функционала водопровода загородного дома, необходимо с учетом используемых бытовых приборов. Некоторые виды сантехнических устройств не работают при низком давлении.

Например, для джакузи необходимо давление 4 бара,  для душа, системы пожаротушения — 1.5 бара, для стиральной машинки — 2 бара. Если предусматривать возможность полива газона, то здесь должен быть сильный напор в 4, иногда — в 6 бар.

Бытовые сантехнические приборы, подсоединенные к водопроводу, способны корректно работать исключительно от определенного давления, которое обычно составляет не меньше 1.5 бара

Оптимальным показателем давления для загородного дома будет отметка в 4 бар. Такого напора хватит для исправной работы всех сантехнических устройств. При этом большинство фитингов, узлов запорно-регулирующей арматуры способны его выдерживать.

Давление в 4 бар может обеспечить далеко не каждая система. Обычно для загородных домов давление в водопроводе составляет 1-1.5 бар, что соответствует самотеку.

Как измерить

Чтобы узнать какое давление в трубах водоснабжения в квартире и сравнить с нормативным, необходимо выполнить замер. Для точного измерения напора требуется манометр со шкалой от «0» до 6,0 кгс/см2 или Бар. Можно использовать с большим диапазоном измерений, но точность измерения снизится.

Манометр устанавливается на переходник для соединения с шлангом. Шланг подбирается диаметром близким к диаметру гусака смесителя или водоразборного крана. Шланг одевается «в натяг» на переходник и на гусак крана. Если плотное присоединение не удается, нужно использовать хомуты. В продаже имеются манометры, которые легко присоединяются к шлангу душа, вместо лейки.

Открывается кран и производится замер давления в трубах.

Если в системе водоснабжения используется бытовая насосная станция, то какое давление в водопроводе, можно определять по манометру станции.

При отсутствии манометра, можно произвести замер времени набора 10 литров воды из стандартного крана или смесителя. При 1 кгс/см2 время набора около 1 минуты, при 2 кгс/см2 около 30 секунд.

Как увеличить давление воды в водопроводе

Есть несколько способов решения такой проблемы. Самый простой – это чистка труб. Или замена их, если чистка не возможна или уже не поможет. Если у вас в доме или квартире стальные старые трубы, то можете даже не пробовать их прочищать. Скорее всего, когда вы их демонтируете, то диаметр канала для воды в них едва ли превысит сантиметр, или будет даже многократно меньше этого показателя, все остальное пространство займет налет, ржавчина и прочее. В этом случае проще заменить водопроводные трубы, чем пытаться поднять в них давление воды. Менять трубы лучше на аналог из металлопластика или полипропилена.

Если у вас уже менянные трубы, то их следует прочистить, можно делать это специальными химическими средствами, которые можно приобрести в магазине, а если это не поможет, то механическими средствами (ершик и прочее). Стоит отметить, что если очистка пройдет успешно, то давление воды вырастет заметно, результат превзойдет ваши ожидания. Почему-то традиционно в прочистку водопроводных труб в квартире или доме люди верят слабо. Но только до того момента, пока не попробуют данный метод.

Другим способом для получения хорошего напора воды у себя дома или в квартире является использование специальных циркулярных насосов. Насосы повышения давления часто применяют в многоквартирных домах. Но это, конечно же, немного нечестно по отношению к вашим соседям. Повышение низкого давления воды в вашей квартире приведет к понижению давления в их водопроводных трубах. Но в вопросах личного комфорта нет ни друзей, ни соседей.

Самое главное в этом деле – это не распространяться о данном деянии вашим соседям, иначе они поступят таким же образом, обидевшись на вас. И все выльется в «гонку вооружений» насосов, победителем будет тот, у кого окажется устройство мощнее. Какое давление воды в водопроводе можно получить с помощью такого насоса? Повысить до нормы, установленной стандартами, у вас точно получится. Главное, выбирайте модель насоса не самую дешевую из представленных в ассортименте магазина.

Бывают случаи, когда напор воды вас вполне устраивает, но какой-то один прибор (к примеру, стиральная машина или посудомоечная машина) отказываются работать. Тогда центробежный насос можно установить непосредственно перед прибором. Это не создаст проблем вашим соседям. Также в этом случае можно использовать дешевый насос, потому как нагрузки на него будут минимальны.

Как понизить давление воды в водопроводе

Для стабилизации и понижения давления воды используется специальный редуктор. Он защищает от гидроудара не только сам водопровод, но и подключенные к нему бытовые приборы. Небольшое устройство расположено в герметичном металлическом корпусе. Регулятор давления имеет два патрубка с резьбой, расположенной на входе и выходе. В некоторых случаях на нем может быть размещен третий патрубок для монтажа манометра и винт, предназначенный для регулировки напора воды.

Работает редуктор по принципу выравнивания усилий диафрагмы и настроечной пружины. Если кран в водопроводе открывается, выходное давление в устройстве снижается, вследствие чего снижается и давление на диафрагму. Усилие пружины при этом возрастает. Она открывает отверстие до тех пор, пока давление в водопроводе на выходе не достигнет определенного значения. Высокое давление или его скачки никак не отражаются на открытии и закрытии клапана.

Регулирование давления воды

Для повышения давления в квартире используют такие устройства, как насосы и насосные станции:

1. Насосы ставят в систему водопровода при низком давлении в сети, такое устройство способно поднять давление воды в водопроводе на 1,5-2 бара. Можно установить как постоянно работающие насосы, так и такие, что включаются при открытии водопроводного крана. Причем установка по второму варианту лучше, поскольку не только экономит электричество, но и увеличивает ресурс работы насоса. Вариант такого насоса изображен на рисунке ниже.

Центробежный насос для поддержания давления в водопроводе

При очень низком давлении воды в водопроводе или полном ее отсутствии, просто поставить центробежный насос не получится, придется ставить насосную станцию. Этот агрегат состоит из насоса, гидроаккумулятора и реле давления, которое регулирует подачу необходимого давления. Насосная станция изображена на рисунке ниже.

Как выглядит насосная станция

В гидроаккумуляторе установлена резиновая мембрана, разделяющая бак на две зоны: водяную и воздушную. В воздушную зону накачивается воздух под определенным давлением, которую контролирует манометр. При помощи этого устройства можно накапливать определенный объём воды под давлением и использовать его при отсутствии горячей воды в сети. Устройство бака гидроаккумулятора показано на рисунке ниже.

Конструкция гидроаккумулятора

Как видно из рисунка, устройство представляет собой бак с расположенной внутри мембраной из резины. Без воды мембрана находится в сжатом состоянии. При поступлении воды воздух вокруг мембраны сжимается, а сама она растягивается, наполняясь водой. Таким образом, обеспечивается аккумулирование воды определенного объема под давлением. При наличии воды в сети водопровода бак наполняется водой, а при ее отсутствии вода поступает обратно в систему. Для наполнения бака воздухом предусмотрен специальный золотник, через который воздух закачивают насосом.

Для регулировки напора в гидроаккумуляторе в составе насосной станции имеется манометр и реле давления, которое включает насос при низком давлении и выключает при высоком. Устройство имеет очень простую конструкцию и представляет собой мембрану, которая выгибается под действием напора воды и размыкает или замыкает контакты.

Перед тем, как задуматься над установкой насоса, нужно сделать ревизию водопроводных труб. Возможно причина низкого давления – их засорение.

Для предотвращения превышения давления нужен специальный регулятор давления. Принцип действия этого устройства основан на взаимодействии поршня или мембраны с пружиной и напора воды. Чем больше напор воды, тем больше сила противодействия пружины и наоборот. Внешний вид и схема работы такого устройства показана на рисунке ниже.

Схема строения квартирного регулятора давления

Устройство представляет собой конструкцию, состоящую из корпуса (1), в котором расположен механизм регулирования напора в сети. Как видно из рисунка, вода, поступающая в регулятор справа, проходит через золотник (5) и одновременно попадает в зону движения мембраны с пружиной (10), которая воздействует на мембрану через упорный конус (7). Мембрана, в свою очередь, толкает поршень (4), соединенный с золотником (5). Для уплотнения золотника служит прокладка (13). Для уплотнения поршня и мембраны предусмотрены уплотнительные кольца (11) и (12). При  этом, чем больше напор воды, тем больше она будет противодействовать сама себе.

Таким образом добиваются регулирования напора воды в водопроводной сети. Настройка нужного напора обеспечивается винтом (8), сжимающим и разжимающим пружину. Пружина расположена в крышке корпуса (2) и закрыта защитным колпачком (9).Это простое устройство хорошо и долго работает при правильной эксплуатации. Вместо пробки (3) для измерения напора можно установить манометр.

Как измерить давление воды в водопроводе

Теоретические знания нормативных значений, касающихся водонапора, позволяют переходить к практике, дающей ответ на вопрос, как измерять в домашних условиях давление воды в кране или других водоразборных точках квартиры.

С помощью стационарного манометра

Основным прибором для замеров давления в водопроводных коммуникациях является манометр. Существует несколько видов устройств этого назначения, отличающихся конструктивно и по принципу работы.

Наиболее распространённым типом прибора для снятия показаний давления воды является механический манометр. Он надёжен в эксплуатации, имеет легко читаемую шкалу значений и информационный циферблат

Часто контроль давления воды в квартире ограничивается показаниями прибора, установленного на границе отсекающей внутриквартирный и центральный трубопроводы. Однако в реальности показания такого манометра будут являться не совсем корректными и принимаемыми с некоторыми погрешностями.

Это обусловлено тем, что не учитываются все потери давления на элементах внутренней разводки квартиры (фильтры, тройники, запорная и регулирующая арматура). Кроме этого, на свободный напор воды оказывают влияние повороты и участки с изменением сечений трубопроводов.

Поэтому лучшим вариантом является оснащение манометрами всех входов точек потребления воды в квартире. Это вполне доступно на этапах строительства жилья или в ходе ремонтных работ по замене трубопроводов водоснабжения.

Отсутствие стационарно установленных приборов не лишает потребителя возможности произвести замер водяного давления в любой водоразборной точке другими способами.

С помощью переносного манометра

Особенностью переносного измерительного прибора является его универсальность и возможность несложной установки на трубопроводах и такого же простого демонтажа.

Применение данного метода позволяет измерять водяное давление непосредственно на входе каждого сантехнического прибора, влияющего на её напор.

Собрать мобильный манометр можно своими руками, усовершенствовав покупной заводской прибор. Для этого необходимо: 1 — обычный водяной манометр со шкалой до 6 бар; 2 — резьбовой удлинитель; 3 —переходник с резьбы манометра 3/8 дюйма на полудюймовую резьбу удлинителя

Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.

Наиболее удобной точкой подключения для проведения замера давления воды является душ.

Алгоритм проведения измерений следующий:

1. Душевая лейка откручивается от шланга.
2. На шланг монтируется манометр.
3. Открывается кран на душе.
4. Замеряется давление.

Для снятия корректных показаний прибора необходимо в процессе замера избавиться от воздушной пробки. Устраняется она путем нескольких переключений смесителя с крана на душ или открытием и закрытием другого крана в системе водопровода.

Напор воды в течение суток может колебаться, поэтому для достоверности снимаемых показаний измерения рекомендуется производить несколько раз, в том числе в период пикового разбора воды.

Без специального прибора

Данный способ позволяет с определённой степенью погрешности измерить давление воды в точке подключения к сантехприборам без использования специальных измерительных устройств.

Для проведения замеров необходимо приобрести прозрачный шланг/трубку ПВХ по длине около двух метров и с диаметром, позволяющим подключить его к водопроводному крану

Эксперимент с использованием прозрачного ПВХ шланга проводится по следующей методике:

1. Шланг одним концом подключается к точке разбора, выставляется и, желательно, фиксируется в вертикальном положении.
2. Открывается кран и трубка заполняется водой до отметки, соответствующей нижней части крана (нулевой уровень).
3. Верхнее отверстие герметично закрывается.
4. Открывается на максимальный напор водопроводный кран.
5. Измеряется высота водяного столба от нулевого уровня до нижней границы воздушной пробки (Н).
6. Фиксируется высота воздушной пробки (h).

Измерения расстояний необходимо проводить не сразу, а через 1-2 минуты, после того, как под давлением воды из открытого крана в шланге образуется воздушная пробка.

Формула для расчета приближённого значения давления воды из открытого крана, при использовании в качестве манометра прозрачного шланга, будет следующим. Р=Ратм × (Н + h) / h

Способы регулировки давления

Настройка реле давления

Уменьшить напор помогает регулировка реле давления. Не допускается снижение менее 1,5 атмосфер, оптимальное значение в 3–4 бара. В идеале стоит установить автоматическую систему, которая будет управлять работой оборудования без вмешательства человека.

Также для снижения напора применяют предохранительные клапаны. При превышении этого значения, компенсатор спускает лишнее количество воды в канализационную систему.

• повысительного насосного устройства;
• гидроаккумулятора с мембраной;
• накопительной емкости.

Включать в разводку повыситель для принудительного увеличения давления рационально, когда имеется достаточный объем жидкости в источнике, но к удаленным либо находящимся на высоте точкам потребления она поступает с большой потерей напора. К примеру, если в здании больше одного этажа. Управление возможно как вручную, так и автоматически. У второго варианта есть существенный плюс – контроль запуска и остановки насоса, когда это необходимо, автоматика осуществляет самостоятельно.

В такой ситуации поможет лишь установка мембранного гидроаккумулятора. Резиновая диафрагма разделяет гидробак на два отсека – воздушный и водный. Пространство между мембранной поверхностью и корпусом гидравлического аккумулятора заполняется воздухом под высоким давлением. Благодаря этому водный поток под требуемым напором поступает к каждому потребителю. Подобная схема позволяет исключить напорные перепады и гидроудары, обеспечить бесперебойную работу всех элементов магистрали.

Еще один метод – применение накопительного резервуара большого объема. Если установить его в наиболее высоком месте дома, он будет заполняться посредством основной помпы, а к пользователю поступать самотеком. Но достичь приличного напора в такой ситуации вряд ли получится. Лучше приобрести дополнительный насос для перекачивания жидкости из накопителя. Тогда резервуар можно разместить где угодно, хоть в подвальном помещении.

Прежде чем выбирать способ, позволяющий повысить давление в водопроводной сети, стоит вызвать специалиста. Он проведет проверку состояния фильтрующего элемента, запорной арматуры, а также выполнит правильные измерения напора.

Как определить давление воды в трубах водоснабжения

Нормативные источники определения напора в трубах водоснабжения:

Основой нормативной базы, закрепляющей величины водоснабжения и регулирующими данную деятельность в РФ, являются:

• Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354 (ред. от 31.07.2021) «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов». Всё, что касается требований к качеству коммунальных услуг, давления в жилых домах: ХВС на вводе в дом и ГВС в точках забора;
• Свод правил СП 30.13330.2016. Нормирует силу воды на уровне низшего санитарно-технического оборудования, расположенного в доме.
• СНиП 2.04.02-84 и СНиП 2.04.01-85. Нормы водоснабжения на входе в дом; на водоразборе;

Какое давление в водопроводе является нормой

Давление воды в водопроводе измеряется в барах, но иногда эту величину обозначают в атмосферных единицах. Для наглядности, под действием давления в 1 бар, вода может подниматься на высоту до 10 метров. Если переводить их в атмосферы, то 1 бар равен 1,0197 атмосфер.

В городах, давление воды в системе водоснабжение составляет 4 атмосферы. Этого достаточно чтобы обеспечивать многоэтажные дома. Диапазон устанавливается по специальным документам и СНиПам. Для холодной воды эти показатели составляют от 0.3 до 6 бар, а для горячей – до 4,5.

Что касается владельцев частных домов, то им нужно рассчитывать эти показатели самостоятельно. Если в доме установлена автономная система, она повышает давление до 10 бар. Однако для работы бытовых приборов и всех точек подачи воды, в частном доме достаточно 1,5-3 бар. Такие показатели давления доступны большинству насосных станций. Нельзя сильно превышать этот диапазон. В противном случае, подключенные приборы будут работать некорректно, и быстро выходить из строя. Максимально допустимое давление воды в системе частного дома – 6,5 бар.

Давление в 10 бар может выдержать только специализированное оборудование, устанавливаемое на артезианских скважинах. Обычные соединительные узлы и перемычки для коттеджей не смогут выдерживать такие нагрузки, и дадут течь.

Стоит учитывать установленные показатели давления на определенные устройства. Без соблюдения этих показателей, они не буду работать:

• стиральная машина – 2 бар;
• система пожаробезопасности – 1,5 бар;
• джакузи – 4 бар;
• полив газонов – 4-6 бар;
• смеситель в ванне и душевой кабинке – минимум 0.3 бар.

По мнению большинства владельцев своих домов, отметка в 4 бар, является самой оптимальной для обеспечения всех точек потребления воды. В это же время, оно не является критическим для фитингов и различных соединительных узлов. Далее вы узнаете, как измерить давление воды, чтобы составить план дальнейших действий.

От чего зависит проходимость трубы

Проходимость трубных отрезков является метрической величиной, характеризующей объем жидкости, пропускаемый по магистрали за определенный временной интервал. Этот показатель зависит от материала, используемого при производстве труб.

Трубопроводы из пластика сохраняют почти одинаковую проходимость в течение всего эксплуатационного периода. Пластик, по сравнению с металлом, не ржавеет, благодаря этому магистрали не засоряются долгое время.

У моделей из металла пропускная способность снижается год за годом. Вследствие того что трубы ржавеют, внутренняя поверхность постепенно отслаивается и становится шероховатой. Из-за этого на стенках образуется намного больше налета. В особенности быстро засоряются трубы горячего водоснабжения.

Кроме материала изготовления, проходимость зависит и от иных характеристик:

• Длины водопровода. Чем больше протяженность, тем меньше скорость потока из-за воздействия силы трения, соответственно снижается и напор.
• Диаметра труб. Стенки узких магистралей создают большее сопротивление. Чем меньше сечение, тем хуже будет соотношение скорости потока к значению внутренней площади на участке фиксированной длины. В более широких трубопроводах вода перемещается быстрее.
• Присутствия поворотов, фитингов, переходников, кранов. Любые фасонные детали замедляют передвижение водных потоков.

Подводим итоги

Вышеприведенная информация определяет то, что четких рекомендаций, касающихся давлений, нет. Нормативная документация указывает лишь промежуток. А вот практика позволила определить следующую информацию:

1. Чаще всего можно выдерживать 2 атмосферы. Этого вполне достаточно для комфортного принятия душа, для обеспечения работы посудомоечной машины или стиральной машины, решения многих других задач.
2. На загородном участке довольно часто проводится полив участка. Для этого прокладывается гибкий или жесткий трубопровод достаточно большой протяженности. Если предусматривается создание подобной системы нужно обеспечивать давление не ниже 4-х атмосфер.
3. При проектировании системы учитывается не только общий показатель давления, но и на отдельных участках. Так для того чтобы можно было комфортно одновременно принимать водные процедуры, использовать стиральную машину, мыть посуду, поливать цветы и делать другую работу на каждом участке обеспечивается давление в пределах 1,5 атмосфер.

При существенно завышении рекомендуемых значений на местах соединения отдельных элементов системы неизбежно появляется течь. Даже при использовании самого дорогого оборудования решить подобную проблему нельзя. Поэтому рекомендуется проводить установку манометра и элементов, которые должны сбрасывать давление. Сброс давления предусматривает отведение части воды, поэтому следует проводить установку коллекторов.

В заключение отметим, что система водоснабжения проектируется на момент создания проекта самого загородного дома. Техническая документация позволяет рассчитать протяженность труб, выбрать наиболее подходящего места для установки различного оборудования.