Гидравлический расчет канализационных сетей в частном доме

Расчет уклона канализационной трубы: основные понятия

Если канализация самотечная, то ее эффективность транспортировки стоков за счет законов гравитации полностью зависит от угла наклона. Считается, что стоки должны двигаться по трубопроводу со скоростью 0,7-1 м/с. Только в этом случае поток способен удалить из системы твердые частицы. Чтобы сохранить показатель скорости потока, для каждого отдельного диаметра требуется рассчитать угол уклона канализационной трубы.

На первый взгляд может показаться, что угол должен измеряться в градусах. Но в строительных нормах и справочниках по устройству канализации этот параметр определен как десятичная дробь. Эти цифры отображают отношение снижения уровня к длине определенного участка трубопровода.

Например, на отрезке трубопровода длиной 5 м один его конец на 30 см ниже другого. В этом случае уклон канализационной трубы будет 0,30/5=0,06.

Формула — определение максимального, минимального значения

Формула расчета уклона трубы канализации

в которой:

  • V скорость движения потока жидкости (м/с);
  • H наполнение трубопровода;
  • d диаметр труб;
  • К расчетный коэффициент наклона.

Чтобы определить коэффициент (наклон), можно подставить V=0,7-1, d- значение диаметра конкретного участка трубопровода, H=0,6хd (согласно строительным нормам и правилам). Получается, что для трубопровода с диаметром 100 мм на каждый метр требуется наклон в 2 см, с диаметром 50 мм – 3 см на каждый метр.

Из формулы видно, что скорость потока сточных вод напрямую зависит от угла наклона (коэффициента). Для оптимальной скорости необходим минимальный уклон канализационной трубы 0,02 и максимальный — 0,03. Если крен будет меньше, чем 0,02, крупные частицы осядут и образуют засор.

Если крен будет слишком большой, скорость увеличится, что тоже приведет к образованию осадков, так как вода будет уходить слишком быстро, не успевая унести с собой тяжелые частицы стоков. Повышение скорости потока может привести так же к срыву сифонов и запоров.

Необходимые нормы в квартире

При устройстве канализации нет необходимости использовать для расчетов формулу. Существуют таблица, в которой определены наклоны для всех отводов от сантехнических приборов.

Оптимальный уклон канализационных труб в квартире
ПриборДиаметр слива (мм)Расстояние до сифона (см)Наклон
Ванна40100-1300.033
Душ40150-1700,029
Унитаз100Не более 6000,05
Раковина40До 800,08
Биде30-4070-1000,05
Мойка30-40130-1500,02
Комбинированный слив для ванны, мойки и душа50170-2300,029
Стояк100
Отвод от стояка65-754

Каждый участок системы канализации в квартире должен иметь на конце сифон в виде прибора или изгиба, чтобы в помещения не попадали неприятные запахи. Чтобы определить необходимые значения, важен принцип золотой середины – 1,5-2.5 см на один метр. Этого вполне достаточно для квартиры или загородного дома. Применение формул необходимо при строительстве больших объектов с максимальным объемом сточных вод.

К тому же, для бытовой канализации формулу трудно использовать, так как постоянного потока нет

Тут лучше обратить внимание на другой показатель – способность к самоочищению (удалению твердых частиц)

Так как бытовые стоки содержат отходы с различным весом, то для тяжелых составляющих определяющим фактором является скорость потока, для плавучих – наполнение диаметра системы. Определяя правильный уклон, следует учитывать, что он будет различный на каждом отдельном участке.

Монтаж внутренних сетей

Набор сантехники, устанавливаемой в загородных домах, как правило, не отличается от перечня приборов, которыми оборудуются квартиры. Более того, в коттедже возможно установить такие элементы, которые в многоэтажке установить не разрешат. Например, можно сделать бассейн или сауну. Иными словами, внутренние сети в частных домах не менее, а в некоторых случаях, и более сложные, чем в городских квартирах.

По этой причине, монтаж канализации в доме не следует начинать без предварительно разработки проекта с составлением подробной схемы разводки. Неграмотно смонтированная система будет плохо работать и часто забиваться.

Внутренние сети используются для сбора и транспортировки стоков к месту вывода трубопровода из дома. В состав внутренних сетей входят:

  • Все санитарные и бытовые приборы, которые требуют подключения к системам канализации. Это раковины, ванны, душевые кабины, стиральные машины и пр.
  • Выпуски от приборов.
  • Отводные линии – трубы, ведущие от места водозабора до стояка.
  • Стояки.

Задаваясь вопросом, как правильно собрать канализацию, стоит сразу решить, будет ли осуществляться сборка труб открытым способом или же их планируется проложить под полом, в стенах и перегородках, а также выбрать материал труб.

Необходимые материалы

Для монтажа канализации необходимо приобрести материалы. В большинстве случаев, домовладельцы предпочитают работать с трубами и фитингами из полимерных материалов. Такой выбор вполне оправдан, так как эта разновидность труб:

  • Имеет небольшой вес, то есть доставка их в квартиру и сам монтаж не потребует больших усилий.
  • Отличаются прочностью и не подвержены коррозионным процессам даже при работе с агрессивными средами, к которым относят канализационные стоки.
  • Монтировать сети из таких труб можно без применения сварочных аппаратов и другого профессионального оборудования.
  • Внутренняя поверхность полимерных труб отличается высокой степенью гладкости, поэтому в них реже образуются засоры.

Помимо труб, для сбора внутренних сетей потребуются фитинги – тройники, крестовины, отводы, ревизии. Количество и размеры фитингов определяются схемой канализации. Возможно, также потребуется установка обратного клапана на канализацию, если это предусмотрено проектом.

Монтаж

Итак, если монтируется пластиковая канализация — основные правила монтажа будут следующими:

  • Монтируем сети, избегая большого количества стыков и поворотов. Дело в том, что места стыков – это места потенциальных протечек, а в поворотах трубопровода чаще всего образуются засоры.
  • Схема монтажа составляется так, чтобы раструбы труб (как вертикальных, так и горизонтальных) были направлены навстречу продвигающимся стокам. Такое расположение труб способствует уменьшению возникновения риска протечек.
  • Укорачивание раструбов на трубах запрещается. Кроме того, трубы, имеющие сколы, трещины и прочие дефекты на раструбах должны быть отбракованы.
  • Горизонтально расположенные трубы прокладываются с уклоном по направлению к стояку. Величина уклона составляет 2-3% и зависит от диаметра трубы.
  • Пластиковые трубы нужно обязательно крепить к стенам, чтобы не допустить деформации. Для этого используются специальные хомуты, которые устанавливают с шагом 50-100 см.

Осуществляя монтаж стояков канализации, не стоит забывать о необходимости наличия в системе фановой трубы. Эта труба, по сути, является продолжением стояка, она выводится на крышу и обеспечивает вентиляцию собранной системы канализационных труб.

Монтаж сетей производится по схеме, если на момент сборки не все сантехнические приборы готовы к подключению (например, еще не куплена стиральная машина), то на отводы труб производится установка заглушек на канализацию.

Наружные канализационные сети

Устройство наружных систем удаления отработанной жидкости из дома представляет собой установку безнапорного трубопровода, соединенного с коллектором. Здесь также основным условием успешности в работе является создания определенного угла наклона в сторону слива. Как рассчитать уклон канализации? Можно воспользоваться соотношением:

где:

  • V – скорость протока слива, м/сек;
  • Н – степень наполнения трубопровода;
  • d  — размер  трубы;
  • K – коэффициент наклона сточной трубы.

Однако можно решить вопрос проще и произвести расчет уклона канализационной трубы онлайн, воспользовавшись встроенным калькулятором.

Наклон наружной канализации  обеспечивает беспрепятственный сток дворовых и квартальных сетей. Для сечения в 100 миллиметров уклон канализационной трубы на 1 метр по СНиП должен составлять не менее 2 миллиметров. Это обеспечивает бесперебойный и надежный слив стоков любого происхождения.

Основным параметром, учитываемым при расчете уклона, является величина скорости потока воды в трубопроводе. Она также регламентируется нормативными документами, в частности СНиПом «Уклоны самотечной канализации».

Согласно этому своду правил минимальной является скорость протока, составляющая 0,7 метра за секунду. Этот документ регламентирует и другие моменты, такие, как особенности устройства ливневого водосбора на участке.

Одним из основных параметров является величина наполнения сточной системы. В соответствии с нормативами она должна быть более 30% сечения. Показатель зависит не только от скорости прохождения жидкости в трубе, но и ее размера, а также качества внутренней поверхности.

Для контроля угла наклона трубы канализации внутри помещения и вне его применяются уровни различной конструкции:

  1. Водяные, в которых имеются две стеклянные вставки по концам гибкой трубки. На них наносится шкала с ценой деления до 1 сантиметра. Показания такого уровня наиболее точны при определении угла уклона. Такой уровень несложно изготовить своими руками.
  2. Пузырьковые.
  3. Магнитные.
  4. Лазерные.

Правила пользования этими приборами изложены в инструкциях по применению.

В многоэтажных жилых домах проток канализируемых вод происходит практически непрерывно, достигая своего максимума в вечернее время.

Как правильно уложить канализационные трубы | Уклон канализации

При монтаже сливной трубы в частном доме следует избегать таких ошибок:

  1. Не допускается прогиб магистрали между точками опоры. Для этого их нужно устанавливать как можно чаще. Нужно учитывать, что на трубу в траншее будет воздействовать давление грунта, которым канава засыпается по окончании установки.
  2. Также недопустимо наличие горизонтальных участков на наружной системе канализации. В идеале наружный участок канализации должна быть прямой.
  3. При прокладке стока нужно учитывать сезонные подвижки грунта на участке, то есть – полную гарантию неподвижности слива может дать только его размещение ниже глубины промерзания грунта.

Уклон наружной канализации на 1 метр по СНиП для слива диаметром 160 миллиметров не должен быть менее 0,8 см. Самотечные системы это традиционное решение для организации сбора и слива сточных вод. Уклон канализации в частном доме  обеспечивает длительную эксплуатацию системы и позволяет избежать засоров.

При большом угле наклона может получаться захлест канала по полному сечению и срыв сифонных пробок на консолях. После этого все содержимое канализации будет поступать внутрь жилого помещения. Нужно также учитывать, что излишний уклон увеличивает скорость потока слива, создавая при этом шум.

Определение эффективных параметров ливневой канализации

  • норма годовых осадков по региону;
  • площадь обслуживаемого объекта;
  • тип покрытия (бетон, грунт, плитка);
  • свойства грунта на участке;
  • масса отводимой дождевой воды.

Все данные, кроме последнего пункта, берутся в местной геодезической службе. С помощью полученной информации подбирают желоба по их пропускной способности. Для примера рассчитаем данные по лоткам для ливневки с помощью формулы: Q=q20∙P∙φ

  • Q — средний годовой объем ливневой воды в регионе;
  • q20 — коэффициент по региону;
  • P — площадь объекта, с которого будет отводиться вода;
  • φ — коэффициент водопоглощения для разных видов материалов.

Определив по этой формуле пропускную способность лотка, выбирают желоба в соответствии с их техническими характеристиками. Как правило, на товаре указан этот параметр.

Расстояние от системы до важных объектов

Для расчета расстояния от деталей наружной сточной системы необходимо учитывать тот факт, что даже аварийная ситуация на трубопроводе не должна причинить вреда экологической обстановке. По этой причине, на основе действующих санитарных норм и правил, прописанных в СНиП, минимальное значение расстояния до важных объектов должно быть таким:

  1. Не менее 5 метров от септика до ближайшего жилого дома.
  2. 30 метров от канализации до ближайшего водоема.
  3. 20 метров до скважины с питьевой водой или колодца.
  4. 3 метра до дерева.
  5. Не менее 20 метров до дороги или границы участка.
  6. Не менее 20 метров до реки или ручья.

Выполнения вышеназванных санитарных норм находится под контролем органов власти, а также санэпидемстанции. В случае выявления несоответствий на участке, собственник может быть привлечен к административной ответственности. При этом канализационную систему придется полностью переоборудовать согласно действующим правилам.

Также стоит отметить, что в нормативах отсутствует пункт, регулирующий глубину септика. По этой причине в процессе его оборудования ориентироваться необходимо на трубу, подходящую к корпусу под наклоном. По вопросу глубины промерзания особо заморачиваться не стоит, потому что внутри септика постоянно поддерживается плюсовая температура за счет органического разложения стоков.

Угол уклона канализационных труб согласно СНиП

Просматривая нормативные документы, вы можете заметить, что уклон канализации на 1 метр СНиП определяется по-разному.

В частности, все зависит от диаметра самой трубы.

Например, если говорить про трубу диаметром 50 мм, то для нее определен оптимальный наклон 0,03 или 3 см на каждый метр трубы. Если говорить о трубах с более значительным диаметром, которые используются для обустройства наружной канализации, цифры будут совсем другими.

Угол уклона канализации на 1 метр СНиП, в зависимости от размера трубы

Угол наклона канализационной трубы 110 мм будет составлять 5 см на каждый метр изделия. СНИП обозначает этот показатель как 1/20, то есть, 5 см мы получили методом деления 1 метра на 20. При этом показатели угла наклона могут достигать 15 см на метр трубы.

Если вы задаетесь вопросом монтажа трубы диаметром 150 мм, то в таблице СНИП можете увидеть, что оптимальный показатель угла наклона для такого случая составляет 0,008 на каждый метр трубы. То есть, 0,8 см – это норма.

Но, также оговорены и такие ситуации, когда по каким-то причинам не удается обеспечить данный наклон. Тогда его можно сделать несколько иным – допускается показатель 0,007 или 0,7 см на каждый погонный метр изделия.

Для трубы диаметром 200 мм оптимальный наклон будет составлять 0,007 или 0,7 см.

Но, при особых условиях можно применить минимальный уклон канализационных труб для самотека. Его показатель составляет 0,005 или 0,5 см на метр трубы.

Нормальные и минимальные значения угла уклона канализационных труб

Обратите внимание!

Помимо минимальных границ уклона канализационной трубы, следовать которым обязательно, существуют еще и максимальные пределы.

Это 0,15. То есть, наклон канализационной трубы не может быть больше, чем 15 см на каждый ее погонный метр. В противном случае, система будет работать неправильно.

Мы рассмотрели тему уклона канализационной трубы, а также способы расчета всех показателей, которые потребуются для правильной ее установки своими руками.

На самом деле особых сложностей нет, все эти цифры прописаны и в СНиП, поэтому нет необходимости в самостоятельном решении объемных формул.

Достаточно найти подходящий диаметр трубы, посмотреть, каким должен быть угол ее наклона, отмерить его при установке, пользуясь строительным уровнем.

Если вам кажется, что вы неправильно определили уклон трубы канализации, лучше обратиться к профессионалам.

В случае допущения ошибок в работе, ее придется потом переделывать, тратя дополнительное время и силы.

Эти нормы касаются только канализации. Водопровод просчитывается совершенно иначе. Здесь используется другой трубопровод – с меньшим диаметром.

Как вычислить пропускную способность

Табличный способ – самый простой. Таблиц подсчета разработано несколько: можно выбрать ту, которая подойдет в зависимости от известных параметров.

Вычисление на основе сечения трубы

В СНиП 2.04.01-85 предлагается узнать количество потребления воды по обхвату трубы.

Внешнее сечение магистрали (мм)Приблизительное количество жидкости
В литрах в минутуВ кубометрах в час
20150,9
25301,8
32503
40804,8
501207,2
6319011,4

Расчет по температуре теплоносителя

С ростом температуры уменьшается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.

Вычислить нужные данные можно по специальной таблице:

Трубное сечение (мм)Пропускная способность
По теплоте (гкл/ч)По теплоносителю (т/ч)
ВодаПарВодаПар
150,0110,0050,1820,009
250,0390,0180,6500,033
380,110,051,820,091
500,240,114,000,20
750,720,3312,00,60
1001,510,6925,01,25
1252,701,2445,02,25
1504,362,0072,83,64
2009,234,241547,70
25016,67,6027613,8
30026,612,244422,2
35040,318,567233,6
40056,526,094047,0
45068,336,0131065,5
50010347,4173086,5
60016776,52780139
7002501154160208
8003541625900295
90063329110500525
1000102047017100855

Поиск данных в зависимости от давления

Давление потока воды общей магистрали учитывается при подборе труб

При подборе труб для установки любой коммуникационной сети нужно учесть давление потока в общей магистрали. Если предусмотрен напор под высоким давлением, надо устанавливать трубы с большим сечением, чем при движении самотеком. Если при подборе трубных отрезков не учтены эти параметры, а по малым сетям пропускают большой водный поток, они станут издавать шум, вибрировать и быстро придут в негодность.

Чтобы найти наибольший расчетный водный расход, используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и разных показателей давления воды:

РасходПропускная способность
Сечение трубы15 мм20 мм25 мм32 мм40 мм50 мм65 мм80 мм100 мм
Па/мМбар/мМеньше 0,15 м/с0,15 м/с0,3 м/с
90,00,90017340374516272488471696121494030240
92,50,92517640775616522524478897561515630672
95,00,95017641476716782560486099001537231104
97,50,975180421778169925964932100441555231500
100,01000,0184425788172426325004101521576831932
120,01200,0202472871189728985508111961735235100
140,01400,0220511943205931435976121321879238160
160,01600,02345471015221033736408129962016040680
180,01800,02525831080235435896804138242142043200
200,02000,02666191151248837807200145802264445720
220,02200,02816521202261739967560153362376047880
240,02400,02886801256274041767920160562487650400
260,02600,03067131310285543568244167402592052200
280,02800,03177421364297043568568173382692854360
300,03000,3317671415307846808892180002790056160

Так же, рассчитывая расход воды через трубу по таблице значений диаметра трубы и давления, учитывается не только количество кранов, но и численность водонагревателей, ванн и иных потребителей.

Гидравлический расчет по Шевелеву

Для наиболее верного выявления показателей всей водоснабжающей сети используют особые справочные материалы. В них определены ходовые характеристики для труб из разных материалов.

В виде примера хорошего образца для расчетов можно назвать таблицу Шевелева. Это объемный справочник. Чтобы им воспользоваться, не обязательно идти в библиотеку. Все нужные данные можно найти во Всемирной сети. Кроме того, есть электронные программы на основе таблиц Шевелева. Достаточно ввести требуемые параметры, чтобы получить готовый результат.

Применение формул

Применение разных формул зависит от известных данных. Самая простая из них: q = π×d²/4 ×V. В формуле: q показывает расход воды в литрах, d – сечение трубы в см, V – скоростной показатель продвижения гидропотока в м/сек.

Скоростные параметры можно взять из таблицы:

Тип водоподведенияСкорость (м/сек)
Городской водопровод0,60–1,50
Магистральный трубопровод1,50–3,00
Центральная сеть отопления2,00–3,00
Напорная система0,75–1,50

Знать, какими характеристиками обладают трубы, нужно для грамотного подключения сантехнических приборов. При правильном подборе данных не будет повода беспокоиться, что при открытии крана в ванной комнате вода на кухне перестанет идти либо снизится ее напор.

Использование расчетного и оптимального уровня наполняемости

Также у пластиковой, асбестоцементной или чугунной канализационной трубы обязательно должен быть рассчитан уровень наполненности. Это понятие определяет, какой должна быть скорость движения потока в трубе, чтобы она не засорилась. Естественно, от наполненности также зависит уклон. Вычислить расчетную наполненность можно при помощи формулы:

  • Н – уровень воды в трубе;
  • D – ее диаметр.

Минимальный допустимый СНиП 2.04.01-85 уровень наполняемости, согласно СНиПа – Y=0,3, а максимальный Y=1, но в таком случае канализационная труба полная, а, следовательно, уклона нет, значит нужно выбирать 50-60%. На практике расчетная наполняемость лежит в диапазоне: 0,3 Гидравлический расчет на наполняемость и угол уклона

Ваша цель – рассчитать максимально допустимую скорость для устройства канализационного стока. Согласно СНиП, скорость движения жидкости должна быть не менее 0,7 м/с, что позволит отходам быстро проходить мимо стенок, при этом не прилипая.

Примем H=60 мм, а диаметр трубы D=110 мм, материал – пластмасса.

Следовательно, правильный расчет выглядит так:

60 / 110 = 0,55 = Y – это уровень рассчитанной наполненности;

Далее используем формулу:

K ≤ V√ y, где:

  • К — оптимальный уровень наполненности (0,5 для пластмассовых и стеклянных труб или 0,6 для чугунных, асбестоцементных или керамических труб);
  • V — скорость движения жидкости (минимально берем 0,7 м/с);
  • √Y – квадратный корень расчетной заполняемости трубы.

0,5 ≤ 0,7√ 0,55 = 0,5 ≤ 0,52 – расчет верен.

Последняя формула является проверочной. Первая цифра – это коэффициент оптимальной наполненности, вторая после знака равенства – это скорость движения стоков, третья – это квадрат от уровня наполненности. Формула нам показала, что скорость мы выбрали правильно, то есть минимально возможную. В тоже время увеличить скорость мы не можем, так как нарушится неравенство.

Также угол можно выражать в градусах, но тогда Вам будет сложнее переходить на геометрические величины при установке наружной или внутренней трубы. Такое измерение предоставляет более высокую точность.

Уклон канализационных труб схематически

Таким же образом несложно определить уклон наружной подземной трубы. В большинстве случаев, коммуникации наружного типа имеют большие диаметры.

Следовательно на метр будет использоваться больший уклон. При этом есть еще определенный гидравлический уровень отклонения, который позволяет сделать уклон немного меньшим, чем оптимальный.

Резюмирую скажем, что согласно СНиП 2.04.01-85 пункт 18.2 (норма при установке систем отвода воды), при устройстве угла канализационных труб частного дома, нужно придерживаться таких правил:

  1. На один погонный метр у трубы с диаметром до 50 мм, нужно выделять по 3 см уклона, но при этом у трубопроводов с диаметром 110 мм понадобится 2 см;
  2. Максимально допустимое значение, как для внутренней, так и для наружной напорной канализации – это общий уклон трубопровода от основания до конца 15 см;
  3. Нормы СНиП требуют обязательного учета уровня промерзания грунта для установки наружной канализационной системы;
  4. Для определения правильности выбранных углов необходимо проконсультироваться со специалистами, а также проверить выбранные данные по формулам выше;
  5. При монтаже канализации в ванной, можно сделать коэффициент наполненности, соответственно и уклон трубы, самым минимальным. Дело в том, что из этой комнаты вода выходит преимущественно без абразивных частиц;
  6. Перед работой нужно обязательно составлять план.

Совет от эксперта:

Не стоит путать методику установки канализационных труб в квартире и доме. В первом случае часто используется вертикальный монтаж. Это когда от унитаза или душевой кабинки устанавливается вертикальная труба, а уже она переходит в магистральную, выполненную под определенным уклоном.

Такой способ может быть применен, если, к примеру, душевая или умывальник находится на чердаке дома. В свою очередь, укладка внешней системы начинается сразу же от колец унитаза, септика или умывальника.

Чтобы при установке выдержать нужный угол, рекомендуется заранее копать траншею под уклоном, а по неё натянуть бечевку. Тоже самое можно сделать и по полу.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий