Содержание
Диаметр канализационной трубы — особенности расчета
Канализационные трубы в современном мире имеют различные параметры, в результате чего канализационную сеть можно легко оборудовать под тот или иной тип здания или сооружения. Кроме того, благодаря трубам разных диаметров и фитингам, а также применяемым материалам, разветвления и модернизация канализационных сетей проходит без ущерба для ремонта, а также без больших усилий. Исключением могут являться разве что трубы большого диаметра.
Подбор диаметра коммуникаций для сточных сетей
Диаметр канализационной трубы – это основополагающий размер. Не так давно диаметр стали измерять в миллиметрах. До этого сантехники использовали измерения в дюймах. Дюймы – это отголосок истории, однако «3/4» намного проще произносить, чем запоминать десятые и сотые доли миллиметра. Именно поэтому такие единицы измерения прочно укрепились. Также, как и измерение длины 6 метров и 12 метров для готовой продукции.
Каждая труба имеет внутренний и внешний диаметр, при этом разность между внешним и внутренним диаметром разделенная пополам позволяет рассчитать толщину стенки трубы.
Толщина стенки и диаметр зависят, прежде всего, от возлагаемых задач. Если говорить о канализационных трубах, то чем ближе к сливному коллектору или любому крупному очистному сооружению, тем больше диаметр труб. Так, например, на входе в центральные отстойники крупных городов размеры канализационных труб по диаметру могут быть около 4 метров. Такие трубы изготавливают из железобетона, они, в основном, рассчитаны на то, чтобы принимать не только канализационные стоки, но также и ливневые.
Диаметр труб канализации всегда требует точного расчёта, и для каждого типа помещения или сооружения он обязательно должен быть проведён.
Избыточный диаметр может создавать сложные застойные процессы в трубах. Исключением является только принудительная напорная канализация.
И, естественно, что малый диаметр труб будет приводить к протечкам или заторам. Поэтому нужно точно понимать, что мы хотим получить от всей системы в общем. Какими бы ни были канализационные трубы, диаметр для них необходимо рассчитать обязательно.
О диаметрах и назначениях
Попробуем разобраться в выборе труб на примере бытовой системы сливов ванны, унитаза и раковины. При проектировании любой канализационной системы можно считать, что диметр – основополагающая величина. Если для унитазов трубы имеют диаметр в 100 мм, то для ванной и для раковины используются трубы диаметром в два раза меньше.
Рассмотрим, почему диаметры так сильно различаются:
- Унитаз – это санитарная техника, которая выдаёт большую порцию воды в короткий период времени. В основном, когда происходит смыв. Также могут присутствовать твёрдые элементы, поэтому при малом диаметре трубы вероятность засора при первом же смыве очень велика..
- Ванна имеет гораздо большие объёмы спускаемой в канализацию воды, но при этом слив делается небольшим, намного меньше чем в унитазе. По законам гидродинамики скорость тока в трубе равняется скорости тока в её самом узком месте, также как и пропускная способность. Горловина слива ванны намного меньше, к тому же обычно она поделена на 4 части специальной решеткой. Поэтому трубу большого диаметра нецелесообразно подводить к ванной.
Как подобрать необходимый размер коммуникаций?
Рассмотрим пример санитарно-гигиенической комнаты, в которой стоит 2 унитаза. Если следовать неправильному ходу логики, то тогда ко второму унитазу должны подводиться канализационные пластиковые трубы диаметром 200 мм. По гидродинамической формуле проходимость трубы сильно зависит от квадрата диаметра этой трубы.
Если взять трубу диаметром 200 мм, то в таком случае её проходимость будет в 4 раза сильнее, чем канализационный общий сток. По законам гидродинамики также невозможно, чтобы в одном из двух унитазов при одновременном сливе начал пониматься уровень гидрозатвора.
Внутренний диаметр чугунных канализационных труб часто бывает заниженным, потому что у них очень большая толщина стенки, но это также незначительно влияет на качество слива. По крайней мере эти трубы успешно существуют вот уже более полувека. Именно поэтому внутренние диаметры канализационных труб из пластика и чугуна сильно отличаются при одинаковом внешнем диаметре.
Стоит также учитывать и то, что чугунные трубы часто сильно обрастают изнутри, поэтому их необходимо чистить при помощи специальных химических средств, либо жесткого троса с приводом от электродвигателя.
Вообще диаметр в 100 мм – это вынужденная мера, потому что следует учитывать также и воздушный зазор, который обычно составляет более одной трети внутреннего диаметра трубы. А воздух этот часто находится под большим давлением до двух атмосфер. Он играет роль своеобразного амортизатора, который защищает систему от возможного возникновения гидроударов, которые могут разрушать стыковые узлы.
Также в канализации могут возникать процессы вибрационного характера, природа которых может быть различна. В любом случае воздушная прослойка нужна. Это аналог явления, когда лейка при переливании жидкостей из сосуда в сосуд, не должна плотно прилегать к горловине, иначе лейка начинает захлебываться.
Другое дело – канализационная лежневка, которая горизонтальна и может объединять несколько квартир. Вот в этом случае труба должна иметь диаметр 200 мм. Если количество квартир больше, чем 5, то тогда необходим более точный расчет, но 300 мм – это максимум, возможный для установки в домах.
Также при монтаже новой ветки необходимо знать диаметр стояка, потому что часто бывают случаи, когда при подходе к стояку оказывается, что диаметр лежневки намного больше, чем диаметр самого стояка. Тогда необходимо перемонтировать лежневку из труб меньшего диаметра.
При расчёте канализационной сети необходимо учитывать применение гидрозатворов, которые не пускают неприятные запахи в помещение.
При монтаже канализации следует учитывать, что бывают трубы нестандартных диаметров, например, 110 мм. Найти для них фитинги и прочие монтажные аксессуары будет очень сложно. Наклоны труб, а также допустимые диаметры для тех или иных систем регламентируются пакетом документов СНИП.
О стандартах диаметров
В прокладывании сетей канализации используются пластиковые канализационные трубы диаметром 40-300 мм. Канализационные трубы изготавливаются соответственно стандартам ТЗ 2248-022-23208482-02, которые внесены в соответствующие стандартизирующие реестры ВНИИстандарт.
Предлагаемые в этих документах трубы описаны в табличном варианте, поэтому пользуясь этими стандартами можно собрать водопровод любой конфигурации.
В вычислениях принимаются во внимание
- внутренний и внешний диаметр труб,
- толщина стенок,
- материал трубы,
- длина трубы.
Следует учесть, что внутренние диаметры канализационных труб из пластика и чугуна различны при одинаковом наружном диаметре. Трубы имеют различные типоразмеры, среди которых могут попадаться специализированные и нестандартные решения. Длина канализационных труб должна составлять минимум 1 метр, и так с шагом 1 метр трубы выпускаются вплоть до 6 метров длиной.
Подведем итоги применения канализационных труб в зависимости от диаметра:
- трубы диаметром от 50 до 75 мм применяются для того, чтобы отводить стоки от отдельных сантехнических точек, таких как ванны, раковины или писсуары.
- диаметры от 100 мм – используются для транспортировки стоков горизонтально по зданиям.
- труба диаметром 200 мм – используется для того, чтобы из неё монтировать стояки.
- трубы диаметром 300 мм и более – это общая дворовая канализация, которая выходит в ближайший коллектор.
Трубы большего диаметра, наполняясь стоками имеют большую массу, поэтому при монтаже на стойках или анкерах для них предлагается рассчитывать возможную длину пролёта при максимальном наполнении.
Калькулятор расчета уклона укладки канализационной трубы
При выполнении расчетов чаще используют данные СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», а также рекомендации из СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования».
Уклон трубопровода канализации
Уклон отвечает за безнапорную работу системы и беспрепятственный сброс стоков в приемник. В таблицах СНиП приведены рекомендуемые для каждого диаметра труб минимальные уклоны:
- сечение 110 мм — 1 см на каждый погонный метр коллектора;
- диаметр 160 мм — 0,8 см на метр;
- сечение 220 мм — 0,7 см на один метр протяженности коллектора.
Для внутренней части коммуникации придерживаются 1,5-2 см уклона на каждый погонный метр.
Если есть необходимость высчитать уклон коллектора через формулу, пользуются такой: d х коэффициент, где d — это сечение трубопровода, а коэффициент соответствует таким значениям:
Уклон делают в сторону центральной магистрали или дворового септика/выгребной ямы.
Расчет сечения труб
Чтобы уложить трубы нужного диаметра, можно воспользоваться данными СНиП. Выглядят рекомендуемые значения следующим образом:
- внутренняя часть канализации от всех сантехнических приборов — 50 мм;
- труба от унитаза — 110 мм;
- общественный стояк — 110-160 мм;
- наружная часть канализации — 160-220 мм (для частного сектора и многоквартирного жилого дома);
- центральная магистраль и промышленные предприятия — от 500 мм.
При правильном сечении коллектора наполненность трубы будет составлять примерно 0,3-0,5 от общего её диаметра.
Расчет наполнения коллектора
Пример расчета уровня наполненности трубы канализации в частном секторе: за исходные данные берут уровень наполненности коллектора в пределах 60 мм, в то время как сечение тубы составляет 110 мм. Согласно приведенной формуле, 60/110 и получается 0,55. Значение соответствует норме.
Вычисление пропускной способности труб
На момент проектирования системы обязательно высчитывают пропускную способность трубопровода – определяют расчетные расходы сточных вод. Этот параметр вычисляют относительно суток, часов и секунд в зависимости от назначения здания (жилое, предприятие и пр.). Секундный расход стоков исчисляют в литрах, для суточного и часового данные исчисляют в м3.
Данные для средних расходов:
- Qcp.сут= п · Nр / 1000 м³/сутки;
- Qcp.час= п · Nр / (24 · 1000) м³/час;
- qср.сек= п · Nр / (24 · 3600) л/сек.
- п — средние нормы водоотведения на 1 жителя (в литрах);
- Nр– расчётное количество жителей.
Для максимальных расходов:
- Qмакс.сут= Qcp.сут · kсут = п · Nр · kсут / 1000 м³/сутки;
- Qмакс.час= п1 · Nр · kобщ / (24 · 1000) м³/час;
- qмакс.сек= п1 · Nр · kобщ / (24 · 3600) л/сек.
Где k – коэффициенты неравномерности: kсут – суточной, kобщ – общей.
Чтобы определить максимальную пропускную способность коллектора, пользуются формулой: q = aХv, где значение а – площадь живого сечения потока, а v – скорость транспортировки стоков.
За норму максимальных скоростей для каждого вида труб (материал изготовления) принято считать 8 м/с (металл) и до 4 м/с (бетон, пластик). Если скорость по факту получается больше, её нужно гасить с помощью поворотов системы или монтажа перепадных колодцев.
Все гидравлические вычисления нужно проводить последовательно. Однако чаще мастера используют для проведения расчетов не формулы, а приведенные в СНиП данные (в виде таблиц), либо пользуются онлайн-калькулятором.
Монтаж внутренней канализации
Как рассчитать наклон внешней подземной трубы
Канализационные сети должны иметь глубину, достаточную для того, чтобы обеспечить сооружение водопроводных конструкций глубиной не менее 2,74 м (от поверхности земли до поверхности труб).
Люки должны быть установлены в конце каждой канализации при каждом изменении в размере, градуировке или выравнивании линии на всех перекрестках. Максимально допустимый интервал между люками для всех коллекторов диаметром менее 1200 мм составляет 150 метров.
Трубные материалы: утвержденные материалы для строительства трубопроводов канализационных сетей — это неармированные бетонные трубы, железобетонная труба и из ПВХ (поливинилхлорида).
Если планируете использовать какое-либо из этих решений, вам нужно знать, как рассчитать уклон сливного трубопровода.
Все надземные и подземные горизонтальные канализационные трубы должны быть уложены надлежащим уклоном.
Уклон от 1 до 40 на отрезке трубы от 10 в 30 метра обычно дают достаточные скорости потока.
Уклон 1 в 80 подходит для начальных расчетных схем и в случаях исключений.
Если уклон недостаточно крут, т. е меньше 10 в 30, тогда труба может блокироваться: твердые частицы замедляются и становятся скрученными засорами.
Падение трубы может быть определено как вертикальное количество, на которое труба падает на расстояние. Расстояние может быть между участками трубы или между люками.
Уклон наружной канализации может быть определен как падение, деленное на расстояние, формула:
Уклон = ПАДЕНИЕ / РАССТОЯНИЕ
Например, 24-метровая секция дренажной трубы имеет падение 0,30 м, вычисляем уклон:
Уклон = 0,30 / 24 = 0,0125
Это можно преобразовать в уклон, записанный как отношение 1: некоторое число.
Уклон = 1 / 0,0125 = 80 = 1 в 80
Вышеприведенная формула может быть перегруппирована для нахождения расстояния, если известен уклон:
Длина = уклон X расстояние
Например, рассчитаем падение в 50-метровой секции трубопровода для грязной воды, если уклон должен быть 1 в 80.
Уклон 1 в 80 преобразуется в число вместо отношения: 1/80 = 0,0125
Падение = 0,0125 х 50
Падение = 0,625 метра или 625 мм.
Минимальные канализационные уклоны устанавливаются для обеспечения минимальной скорости очистки (обычно 0,2 или 0,5 метра в секунду) при полном потоке. Физика гидравлического течения такова, что труба с уклоном будет переносить поток под действием силы тяжести, наполовину заполненной, с той же скоростью, что и полная.
В ГОСТ приведены расчетные минимальные склоны канализации, обеспечивающие скорость 0,6 метра в секунду, предполагая шероховатость равную 0,013. Для труб большего диаметра могут быть выбраны не только минимальные скорости очистки (такие как допуски на конструкцию и возможное просачивание грунта), но и минимальный выбор уклона.
Канализационные сети должны быть достаточного размера, чтобы передавать потоки стоков, плюс общий надбавок для притока и инфильтрации, плюс надбавка за приток люков в местах провисания. Внутренний диаметр канализационных труб должен составлять не менее 200 мм.
Общая сумма притока/инфильтрации: общий расход 0,28 литра в секунду / га должен использоваться для обеспечения притока осадков погоды в люки, не расположенные в местах провисания.
Учет притока для люков в местах с отходами важен: для люков, расположенных в зонах прогиба, где происходит осаждение, или низких площадей, подлежащих затоплению, для каждого люка должно быть предусмотрено приток вместимостью 0,4 литра в секунду.
Все канализационные линии должны быть спроектированы с минимальным уклоном 0,4% или более. В тех случаях, когда это нецелесообразно, для различных размеров канализационных сетей разрешены следующие минимальные наклоны:
Размер трубы | Минимум (%) |
200 | 0.40 |
250 | 0.28 |
300 | 0.22 |
375 | 0.15 |
450 | 0.12 |
≥525 | 0.10 |
Как рассчитать?
Критерий проектирования уклона ливневых отводов
В городской зоне будут две системы ливневой наружной канализации:
- второстепенная система — небольшая линия с уклоном, состоит из сети трубопроводов, а также водосточных желобов и входов, которые обеспечивают удобную систему для быстрого удаления штормового стока с дорожных покрытий при незначительных осадках.
- основная система — передает коэффициенты стока и объемы для 1-летнего выпадения осадков, превышающего мощность второстепенной системы.
Штормовые магистрали, зоны обслуживания которых не менее 30 гектаров, должны быть спроектированы для передачи частых осадков. Зоны обслуживания в сетях площадью более 30 гектаров должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить в 1,25 раза скорость стока (определяется уклоном труб), которая будет иметь место в случае осадков в течение 5 лет.
Второстепенная система труб должна быть сконструирована таким образом, чтобы глубина сливной ямы на улице не превышала 0,15 метра в соответствие с нормой осадков за 1 год.
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
- 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
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.
Расчет уклона канализации — калькулятор онлайн
Знания о том, как рассчитать уклон канализации, необходимы, чтобы правильно спроектировать систему домашних стоков и создать правильный отток сточных вод. Правильный выбор угла трубопровода поможет избежать протечек в канализационной системе и плохого прохода водостоков. Наклон рассчитывается по определенной формуле, измеряется в десятичных дробях. Десятичная дробь – это соотношение высоты снижения к длине трубопровода.
Минимальный угол внутренней канализации в квартире зависит от диаметра патрубков, которые пролагаются в системе. В соответствии со СНиП, трубопровод с диаметром 50 мм должен иметь угол наклона в 0,03 (3 см на каждый метр), для диаметра 85-100 мм – 0,02 (2 см на каждый метр).
Уклон наружной канализации стоит рассчитывать, беря во внимание дополнительные характеристики ассенизационной системы. Например, характер нагрузки сточных вод
В СНиП указан оптимальный уклон канализации в частном доме при устройстве наружной конструкции
Важно: трубопровод во внешней системе имеет больший диаметр в сравнении с внутренними патрубками
Если вы неправильно выберете уклон патрубков, то:
- Твердые фракции перестанут смываться в связи со стремительными потоками ассенизационных стоков;
- Внутри патрубков будут образовываться ил, который нужно будет прочищать;
- Трубы выйдут из строя, если у вас установлены металлические конструкции, то они подвергнутся коррозии;
- Сильно длинный наклон может вызвать срыв затвора сифона, что приведет за собой появление в квартире или доме неприятного запаха.
Для того чтобы узнать необходимый уклон, укажите диаметр трубы, расстояние до септика, глубину входа трубы в септик или центральную систему канализации и выход из дома ниже уровня земли на глубине.
Что такое угол уклона канализационных труб
Один из принципов монтажа труб, который применяют на практике опытные строители, – возможность установки магистрали таким образом, чтобы сточные воды перемещались самотеком. Этот принцип применяют повсеместно – и при обустройстве квартир в многоэтажках, и при строительстве частных 1- или 2-этажных коттеджей.
Горизонтальные отводы, для которых и рассчитывают угол уклона, устанавливают после того, как проложены и зафиксированы стояки – вертикальные отрезки канализации. Стояки отличаются большим диаметром, чем остальные трубы.
Горизонтальные ответвления присоединяют к стоякам с помощью фитингов (тройников) и направляют в сторону сантехнических приборов (унитазов, раковин, ванной, душевой кабины) по наименьшему пути.
А сейчас разберем определение угла уклона горизонтальной канализационной трубы – наружной или внутренней.
Представим, что вдоль проложенной магистрали проходит прямая линия, параллельная полу или поверхности земли в случае с наружными трубами. Если начало линии соединить с нижним концом трубопровода, то получаем угол – при правильном монтаже. Это и есть угол уклона.
Его измеряют в градусах или, что проще для восприятия, в сантиметрах на погонный метр – см/пог.м.
В процессе строительства для удобства и облегчения расчетов просто натягивают выровненный по горизонтали шнур. Его начало закрепляют у нижней точки магистрали, а конец подводят под верхнюю. Замеры угла происходят относительно его.
Расчет угла уклона напрямую связан с такими параметрами труб, как длина и диаметр.
По нормативам, изложенным в СНиП, диаметр горизонтальных отводов внутренней разводки должен отвечать следующим нормам:
- D 40-50 мм – от посудомоечной или стиральной техники;
- D 50 мм – от раковин, моек, ванн, писсуаров (то есть приборов с жидкими стоками;
- D 110 мм – от унитазов.
Для наружной канализации предусмотрен диаметр труб 110-160 мм.
Важно правильно подобрать и диаметр, и угол уклона коммуникаций, иначе система будет часто выходить из строя. Рассмотрим возможные негативные последствия
Как поступить в случае, когда невозможно выдержать нужный наклон
Как выбрать трубы
Минимальные уклоны наружной канализации
Гидравлический расчет канализационной сети
Цены на материалы и монтаж
Сооружение схем требует соблюдения всех правил, прописанных в СНиП 2.04.03-85, данный документ учитывает потребности владельцев и регламентирует те правила, которые должны быть учтены при проведении сетей канализации. Этот документ — необходимая и полезная инструкция, которой нельзя пренебречь в ходе облагораживания старого участка или застройки нового.
СНиП по ливневой канализации содержит все необходимые расчеты для выполнения работ, проектирования системы. Также там оговорены рекомендации по основным правилам эксплуатации. На сегодня наиболее популярными типами ливневок являются:
- Точечная система канализаций
- Линейная система
Важные моменты при монтаже
Гидравлический
Гидравлический расчет канализационных сетей требует определения следующих неизвестных:
- Диаметр трубопровода;
- Степень наполненности системы (h/d).
Надо сказать, что к гидравлическому расчету относится и определение уклона, однако, как уже было сказано выше, обычно используют известные величины, приведенные выше.
Степень наполненности
Работа бытовой канализационной сети в частном доме или квартире предусматривает неполное наполнение труб. По сути это некоторый запас пропускной способности системы, который необходим для обеспечения вентиляции в системе, возможности пропуска всевозможных крупных предметов, и пр.
В зависимости от диаметра трубопровода, установлены следующие оптимальные величины наполняемости:
Диаметр | Максимальная наполняемость |
150-250 мм | 0,6 |
300-400 мм | 0,7 |
450-900 мм | 0,75 |
Диаметры труб
Выполнять математические расчеты необходимого диаметра труб тоже не имеет смысла, так как существуют общепринятые оптимальные значения:
Предназначение | Диаметр |
Для отвода стоков в туалете | 100-110 мм |
Трубы для отвода стоков из ванной комнаты и кухни | 50 мм |
Стояк | 110 мм |
Таким образом, таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей позволяют даже неопытным мастерам правильно выполнить их проект, согласно которому осуществляется монтаж трубопровода.
Трубы ливневой канализации
Ливневая система
С гидравлическим расчетом ливневой системы дела обстоят несколько сложней, так как в данном случае придется воспользоваться формулой – V= q20xSxD, где:
- V – наивысший показатель расхода воды при водоотводе.
- S – площадь поверхности.
- q20 – наибольшая интенсивность осадков. Данный показатель можно найти в справочнике СНиП (зависит от местности).
- D –коэффициент поглощения влаги материалом основания.
Коэффициент поглощения влаги можно узнать из следующей таблицы:
Материал | Коэффициент поглощения D |
Щебень с битумом | 0,6 |
Щебень | 0,4 |
Цементобетон | 0,85 |
Асфальтобетон | 0,95 |
Кровля | 1 |
Теперь рассмотрим пример расчета ливневой канализации. Допустим, имеется участок площадью в 1500 м2, из которых 300 м2 занимают клумбы и газоны. Соответственно, газоны будут впитывать осадки, значит необходимо определить, какое количество воды будет поступать на 1200 м2.
К примеру, наибольшая интенсивность осадков составляет 25 л на метр квадратный за час.
В таком случае расчет выполняется следующим образом:
- На участок площадью 1200 квадратных метров за час максимально выпадает 30000 л или 30 м3 осадков. Это то количество воды, которое необходимо отвести.
- Теперь необходимо определить диаметр трубы, который справится с таким количеством осадков. Труба диаметром 110 мм, уложенная с уклонов в 1 см на метр, за секунду способна проводить 6,19 л, что составит за час 2220 л. В нашем случае это слишком мало, поэтому оптимальным вариантом будет труба диаметром 160 мм.
- Из вышеприведенной таблицы следует, что укладывать такую трубу можно с уклоном не менее 0,8 см на метр.
Для более точного расчета, можно умножить объем поступающей воды на коэффициент поглощения влаги, однако, чтобы пропускная способность имела незначительный запас, этого можно не делать. Завершив расчеты, следует приступать своими руками к монтажу самой системы.
3D проект канализационной системы
Задание уклона при монтаже канализационной трубы
Задание уклона при монтаже канализационной трубы
Особенности расчета уклона труб канализации в квартире
Наклон канализации в частном доме – делаем своими руками
Превышение на погонный метр
Особенности
Нормы и правила проектирования и строительства содержатся в СНиП. Рекомендуемые действия, связанные с работами по сооружению канализации, должны соблюдаться. Особенно внимательно стоит отнестись к организации уклона в частном доме. Внутренняя и внешняя системы водоотводов будут различаться вариантами используемых труб и проектируемым уклоном.
Варианты используемых труб при монтаже канализации внутри дома – 50 мм, а снаружи – 110 мм. В местах подсоединения устройств планируемая магистраль должна быть диаметром меньше. Устройства – это сантехнические приборы, которые могут быть установлены в квартире: раковина, ванна, унитаз. Из всех устройств отток должен быть своевременным, а это обеспечит правильно спроектированный уклон.
Наилучший вариант обустройства, используемый профессионалами, такой, при котором стоки стекают сами. Метод подходит как для обустройства систем в многоэтажках, так и в частных домах. При этом горизонтальные трубы с рассчитанным углом уклона правильно устанавливать после зафиксированных стояков. Учитывая, что вертикальные ветви канализации характеризуются увеличенными размерами в сравнении с остальными трубами, горизонтальные ветки присоединяют к ним фитингами. По направлению к устройствам горизонтальные трубы должны прокладываться по наиболее короткой траектории.
Если это условие будет соблюдено, вероятность возникновения засора будет наименьшей. Еще одна особенность канализационных систем состоит в том, что чем меньший диаметр трубы выбран для системы, тем больший уклон придется создавать. Разница по высоте учитывается в наивысшей точке – это начало системы, и в нижней точке – это конец всей монтируемой системы.
Наклон рассчитывается на один погонный метр, это значение нужно соблюдать на всю длину системы. Если его не придерживаться, потребуется переделка всего водоотвода.
При расчете на погонный метр учитывается диаметр труб.
- для водоотвода с диаметром 40-50 мм уклон равен 3 см на один метр;
- для водоотвода с диаметром 85-110 мм уклон равен 2 см на один метр.
Зачем нужен угол уклона
Внутренняя система
Правила монтажа внутреннего трубопровода
Особенности расчета уклона труб канализации в квартире
Определение значения уклона
Главная сложность, с которой сталкиваются начинающие строители и те, кто самостоятельно выполняют водоотвод, заключается в том, что единица измерения уклона для них непривычна. Во всех справочниках и даже строительных нормах и правилах, являющихся основным руководством любого строителя, указаны десятичные дроби вида 0,03 или 0,008.
Людям, привыкшим оперировать градусами, непонятно, какой наклон канализационной трубы означают эти цифры. Все очень просто: эта дробь – соотношение высоты снижения к длине трубы. Проще всего его отслеживать в сантиметрах, например 3 см на 1 м, или 0,8 см на 1 м, как в приведенных примерах. Длина канализационной трубы в метрах при перемножении на величину уклона даст общую высоту уклона по всей продолжительности.
Например, если общая длина 5,6 метра, и требуется снижение 0,07, то между уровнями начала и конца трубы должен быть перепад:
H=5,6 х 0,07 = 0,39 м, то есть 39 см.
Зависимости перепада высот начала и конца трубы от ее наклона
Расчет наполненности трубы
Основным параметром, которым следует руководствоваться при укладке канализационной трубы, должна быть ее заполненность. Она вычисляется по формуле:
- H – высота уровня вод в трубе;
- D – диаметр канализационной трубы.
- если y=0, то труба пустая;
- если y=1, она полностью залита;
- оптимальным значением для заполненности (К), при котором сток работает нормально, является диапазон от 0,5 до 0,6.
Графическое отображение уровня заполненности
Такой разброс объясняется различными свойствами материалов труб и их способностью к образованию пограничного слоя, удерживаемого вблизи внутренней поверхности труб.
Совет от профессионала:
Так, трубы из стекла или пластика имеют более гладкую внутреннюю поверхность, и их заполненность должна составлять 0,5, а керамические или асбестовые трубы более шероховаты, и для них это значение составляет 0,6.
Описанное значение заполненности обеспечит скорость прохождения стоков примерно в 0.7 м/с, что позволит удерживать твердые включения во взвешенном состоянии, не допуская их прилипания к стенкам трубопровода.
Таким образом, расчетные характеристики трубопровода должны определяться по формуле:
- К – оптимальный уровень заполненности (0,5 или 0,6);
- V – скорость;
- √ y – квадратный корень заполняемости трубы.
Организация уклона в частном доме
Уклон лотков зачем и почему
Индивидуальный расчет уклона
Устройство наружной канализации
При обустройстве наружной канализационной сети поступают следующим образом:
- за точку отсчета принимают место ее выхода из здания;
- минимальный уклон наружной канализации при использовании 110-миллиметровых труб составляет 0,02 метра (прочитайте: “Устройство канализации наружной – варианты схемы монтажа”). При протяженности магистрали около 20 метров величина угла наклона равна 0,4 метра;
- при проектировании наружной сети непременно учитывают рельеф местности;
- сливную яму обустраивают на участке в самой низкой его точке;
- к глубине отверстия, предназначенного для вывода трубы из здания, плюсуют значение наклона трубопровода. Полученный результат – это глубина второй отметки магистрали, расположенной у сливного колодца.
Глубина залегания трубопровода при обустройстве наружной канализационной сети должна быть ниже уровня промерзания грунта. Измеряют данный показатель в самом высоком месте магистрали. Знания, как сделать уклон канализации при монтаже наружной сети помогают обеспечить беспрепятственное передвижение сточной жидкости из устроенной в доме канализации и тем самым гарантировать самоочищение трубопровода и его стабильное функционирование.
Продукция из чугуна считается наиболее прочной, но у нее большой вес
Выбирая трубы, следует обращать внимание на их внутреннюю поверхность, поскольку желательно, чтобы она была по максимуму гладкой и тем самым позволяла избежать засоров
Наружную канализацию прокладывают в траншее глубиной примерно 1,5 метра, чтобы трубы не могли промерзнуть, и в результате не нарушилось функционирование всей системы. Если нет возможности смонтировать канализационную магистраль на необходимой глубине, трубы следует дополнительно утеплить. Для предупреждения их механического повреждения, их помещают на заранее подготовленную подушку, состоящую из смеси глины и песка. Ею засыпают все свободное пространство между трубопроводом и стенами траншеи.
Также такую работу выполняют комбинированным методом: основную часть трубопровода утепляют теплоизоляционными материалами, а трубу, выходящую из дома, оборудуют греющим кабелем.
В” завершение монтажа подключают все элементы системы и делают пробный запуск системы. Отсутствие протечек означает, что работы по обустройству канализации выполнены качественно.
Как рассчитать уклон
Угол наклона канализационной трубы рассчитывается исходя из соотношения её длины и диаметра. Многие даже профессиональные строители для вычисления оптимального показателя пользуются справочниками. К примеру, в ГОСТ указано, что коммуникация должна иметь наклон 0,05, что это значит? На каждый метр необходимо сделать 5 сантиметров наклона. В таблицах также могут обозначаться числа в сотых долях. Их расчет производится аналогично, например, 0,0001 – это 0,1 сантиметра на каждый погонный метр.
Фото — наполненность трубнаполненность труб
Исходя из этих данных, можно рассчитать минимальный и максимальный уклон трубы канализационной системы. Чтобы узнать, сколько всего должен составить наклон, просто умножьте общую длину коммуникации и номинальный показатель из справочника. Рассмотрим на примере:
- Коммуникация имеет длину 6 метров;
- Согласно правилам, по диаметру её уклон должен составить 0,05 сантиметров на метр;
- 6 х 0,05 = 0,3. Все расчеты производятся в метрах, значит, разница от начальной точки до конечной составит 30 сантиметров.
Этот показатель может быть очень важен для наружной системы канализации, где необходимо сразу учитывать глубину рытья канавы.
Примерная схема разводки
Следующим очень важным пунктом является заполненность трубы при определенном уклоне. Расчет производится по такой формуле:
Высота уровня воды / Диаметр трубы.
Первый диапазон нужно выбрать исходя из собственной системы, но нужно знать, что при 1 труба максимально заполнена, а при 0, соответственно, полностью пустая. Чтобы не ошибиться, рекомендуем придерживаться половины, т. е., 0,5. Также учитывается тот фактор, что для сетей частного дома могут использоваться различные трубы (асбестовые, керамические, металлические и т. д.), каждая из которых имеет свои особенности. Одна заполняется быстрее из-за шероховатости поверхности, другая, напротив, обладает быстрыми очищающимися свойствами. Рассмотрим расчет по формуле на примере уклона металлической канализационной трубы 110 мм:
Исходя из данных выше, получается, что для такого трубопровода потребуется уклон 0,5 сантиметра на каждый метр.
Фото — проверка угла наклона
Видео: способ выставления уклона канализации
Гидравлический расчет канализации пример
Эффективная работа канализации возможна только при сбалансированном поступлении и отводе сточных вод, общий объем которых соответствует пропускной способности системы. Кроме пропускной способности труб существует множество других параметров, которые необходимо учесть. В качестве основы для гидравлического расчета канализации чаще всего становится предварительно определенный расход: объем стоков на 1 человека в сутки, около 200 л.
Правильное проведение расчетов важно при создании автономной канализации в загородном доме, так как большинство таких систем являются самотечными. Главная особенность самотечных систем — отсутствие напора потока жидкости, что накладывает ограничения на конфигурацию системы труб из-за необходимости постоянно выдерживать их уклон. Несоблюдение уклона может привести к замедлению потока, засору и нарушению работы всей канализационной сети. Как ни удивительно, но слишком большой уклон также может оказать негативное влияние на работу канализации.
Как производится гидравлический расчет?
При гидравлическом расчете канализации используются специальные формулы, позволяющие подобрать соответствующее оборудование, вычислить углы наклона труб и организовать равномерное движение стоков. Однако известно, что движение стоков в трубах неравномерно. Что же рассчитывается по этим формулам? Ответ простой: расчет неравномерного движения жидкости — слишком сложная математическая задача.
таблица для расчета уклонов канализационных труб
Поэтому для бытовых нужд с учетом некоторых допущений и погрешностей было принято решение рассматривать поток стоков равномерно движущимся в системе труб. Формулы, используемые для гидравлического расчета индивидуальной канализации, являются практичным компромиссным вариантом, который позволяет получить приемлемые результаты без чрезмерных затрат времени и сил на более точные расчеты. Для еще большего упрощения расчетов готовые значения для типовых случаев приведены в различных таблицах, графиках и номограммах.
Как составляется формула?
Для упрощения гидравлических расчетов используется небольшое количество переменных. Какие именно будут выбраны переменные — зависит от поставленной задачи. Чаще всего при гидравлическом расчете канализации учитываются диаметр трубопровода”D”, средняя скорость движения жидкости ”V” и уклон труб ”I”. Степень заполненности трубы стоками обозначается символом ”y”, вычисляется соотношением H/D, где H – высота уровня жидкости в трубе. Соответственно, пустая труба будет характеризоваться значением y=0, если полностью занятая труба y=1.
влияние диаметра трубы на прочие параметры
Интересно, что для наибольшей эффективности автономной канализации трубы не должны быть заполнены стоками на 100%, то есть ”y” не должно быть равно 1. Оптимальное значение заполнения трубы обозначается ”K” и лежит в пределах 0,5-0,6. Диапазон в значении параметра K объясняется различными дополнительными воздействиями, которые влияют на движение стоков. Чаще всего такое воздействие на стоки оказывают свойства материала трубы.
Оптимальный уровень заполнения трубы
Стеклянные или пластиковые трубы имеют очень гладкую внутреннюю поверхность с низким коэффициентом трения, поэтому для таких труб среднее значение K=0,5. Чугунные, керамические и асбестовые трубы имеют повышенную шероховатость, поэтому для преодоления сопротивления масса стоков должна быть больше, K=0,6. Указанные разные значения K для разных типов труб позволяют поддерживать в канализационной сети оптимальную скорость движения стоков V=0,7 м/с.
коэффициенты шероховатости труб
Незанятый стоками свободный объем в трубе выполняет несколько важных задач: возможность выхода скопившихся газов, упрощается движение крупных фрагментов твердого мусора. Логично предположить, что с увеличением диаметра канализационной трубы будет увеличиваться ее уровень заполненности K.
В таблице указаны уровни заполнения труб различного сечения:
Гидравлический расчет канализационных сетей
Устройство внутренней и наружной канализации должно соответствовать установленным стандартам. В противном случае стоки не смогут отправляться в центральную магистраль или приемник самотеком. Чтобы обеспечить безнапорную работу коллектора, при его монтаже учитывают пропускную способность канализационных труб, их сечение, уклон, наполненность.
Важность проведения правильных расчетов при проектировании канализации
Сточные воды — это не просто текучая жидкость однородной структуры. Нечистоты включают в себя примеси различной фракции и веса. Полидисперсная субстанция, коей являются сточные воды, к тому же содержит коллоиды и суспензии. Скорость движения нечистот может периодически меняться. Если жидкие включения движутся быстрее, то тяжелые примеси в виде песка, шлаков и др. чаще оседают на стенках труб, образуя наросты и засоры. В результате коллектор забивается. Чтобы этого не произошло, на этапе проектирования системы проводят гидравлический расчет канализационных сетей.
Для вычисления всех параметров в качестве исходных данных берется предполагаемый объем стоков.
Основные виды расчетов
При выполнении расчетов чаще используют данные СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», а также рекомендации из СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования».
Уклон трубопровода канализации
Уклон отвечает за безнапорную работу системы и беспрепятственный сброс стоков в приемник. В таблицах СНиП приведены рекомендуемые для каждого диаметра труб минимальные уклоны:
- сечение 110 мм — 1 см на каждый погонный метр коллектора;
- диаметр 160 мм — 0,8 см на метр;
- сечение 220 мм — 0,7 см на один метр протяженности коллектора.
Для внутренней части коммуникации придерживаются 1,5-2 см уклона на каждый погонный метр.
Если есть необходимость высчитать уклон коллектора через формулу, пользуются такой: d х коэффициент, где d — это сечение трубопровода, а коэффициент соответствует таким значениям:
Уклон делают в сторону центральной магистрали или дворового септика/выгребной ямы.
Расчет сечения труб
Чтобы уложить трубы нужного диаметра, можно воспользоваться данными СНиП. Выглядят рекомендуемые значения следующим образом:
- внутренняя часть канализации от всех сантехнических приборов — 50 мм;
- труба от унитаза — 110 мм;
- общественный стояк — 110-160 мм;
- наружная часть канализации — 160-220 мм (для частного сектора и многоквартирного жилого дома);
- центральная магистраль и промышленные предприятия — от 500 мм.
При правильном сечении коллектора наполненность трубы будет составлять примерно 0,3-0,5 от общего её диаметра.
Расчет наполнения коллектора
Высчитывают наполненность трубы по формуле: Y= h/d. Здесь значение h — это максимальный уровень жидкости в системе, d — внутреннее сечение коллектора. В норме результат должен колебаться в пределах от 0,3 до 0,6.
Пример расчета уровня наполненности трубы канализации в частном секторе: за исходные данные берут уровень наполненности коллектора в пределах 60 мм, в то время как сечение тубы составляет 110 мм. Согласно приведенной формуле, 60/110 и получается 0,55. Значение соответствует норме.
Вычисление пропускной способности труб
На момент проектирования системы обязательно высчитывают пропускную способность трубопровода – определяют расчетные расходы сточных вод. Этот параметр вычисляют относительно суток, часов и секунд в зависимости от назначения здания (жилое, предприятие и пр.). Секундный расход стоков исчисляют в литрах, для суточного и часового данные исчисляют в м3.
Данные для средних расходов:
- Qcp.сут= п · Nр / 1000 м³/сутки;
- Qcp.час= п · Nр / (24 · 1000) м³/час;
- qср.сек= п · Nр / (24 · 3600) л/сек.
- п — средние нормы водоотведения на 1 жителя (в литрах);
- Nр– расчётное количество жителей.
Для максимальных расходов:
- Qмакс.сут= Qcp.сут · kсут = п · Nр · kсут / 1000 м³/сутки;
- Qмакс.час= п1 · Nр · kобщ / (24 · 1000) м³/час;
- qмакс.сек= п1 · Nр · kобщ / (24 · 3600) л/сек.
Где k – коэффициенты неравномерности: kсут – суточной, kобщ – общей.
Чтобы определить максимальную пропускную способность коллектора, пользуются формулой: q = aХv, где значение а – площадь живого сечения потока, а v – скорость транспортировки стоков.
За норму максимальных скоростей для каждого вида труб (материал изготовления) принято считать 8 м/с (металл) и до 4 м/с (бетон, пластик). Если скорость по факту получается больше, её нужно гасить с помощью поворотов системы или монтажа перепадных колодцев.
Все гидравлические вычисления нужно проводить последовательно. Однако чаще мастера используют для проведения расчетов не формулы, а приведенные в СНиП данные (в виде таблиц), либо пользуются онлайн-калькулятором.
Определение эффективных параметров ливневой канализации
Если параллельно с фекально-бытовой системой монтируется ливневка, для правильных расчетов нужно учесть такие данные:
- 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.
Расчет наружной канализации
Чтобы спроектировать наружную часть коллектора вычисляют такие данные:
- Протяженность коммуникации от выпуска из дома до подключения к септику или центральной магистрали.
- Диаметр труб (для частного строительства используют тубы сечением 110, 160 или 220 мм).
- Объем стоков. За норму принимается 2 куба на одного человека в месяц.
- Наличие поворотов и перепадных колодцев на протяженности коммуникации.
Для устройства безнапорной системы соблюдают уклон. Если ввиду особенностей рельефа монтируют напорный участок канализации, для фекального насоса монтируют специальный кессон и устраивают дюкер. Он будет защищать отрезок системы от воздействия минусовых температур и застаивания фекальных масс.
Расчет внутренней канализации
Для внутренней системы водоотведения рассчитывают количество необходимого метража труб. На схеме фиксируют отрезки канализации от каждого из видов сантехнического оборудования. Данные суммируют и получают итоговый метраж трубопровода. Для точной сборки системы важно закупить фитинги, хомуты, переходники, тройники.
Трубопровод устраивают с уклоном в сторону стояка из расчета 1,5-2 см на каждый погонный метр.
Гидравлический расчет канализационной сети
Задача гидравлического расчета состоит в том, чтобы при известном расходе воды подобрать диаметр труб и придать сети такие уклоны, при которых скорость движения потока была бы достаточной для перемещения загрязнений движущихся с потоком.
При гидравлическом расчете необходимо соблюдать следующие технические условия, т.е. принимать:
1) d кв min = 160 мм. , d ул min = 200 мм.
2) Расчетное наполнение – это отношение высоты слоя воды к диаметру трубы (h/d), которое соответствует пропуску расчетного расхода.
Для бытовой канализации и промышленной h/d max расч.) и расчетном наполнении (h/d).
V немет.труб max = 4 м/с
Vmin – минимально допустимая скорость, при которой не происходит заиливания труб и называют ее незаиливающей или самочищающей.
4) Уклоны труб (imin) – это тот уклон, который обеспечивает Vmin при расчетном наполнении (h/d).
5) Если в квартальной (дворовой) и уличной сетях течет расчетный расход(qрасч) меньше 10 л/с, такие участки называют безрасчетными, т.е. в них наполнение (h/d) получается меньше расчетного h/d, при этом скорость не определяется, а уклон принимается по СНиП 2.04.03-85:
Необходимо так же учитывать, что:
а) Увеличение уклона (i) уменьшает наполнение (h/d) при постоянном расчетном расходе, но увеличивает V и наоборот.
При расчете канализационной сети во всех случаях:
1)Наполнение (h/d) при конкретном расходе должно быть близким к расчетному наполнению, а
ü min глубину заложения сети
ü незаиливающую скорость
ü min количество перекачек
Гидравлический расчет выполняют, используя «Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей из пластмассовых труб» Карелин Я.А., 1986 г.
Таблица технических условий для гидравлического расчета канализационных сетей по СНиП 2.04.03-85
а) Правила пользования таблицами Я.А.Карелина
по заданному расходу (qрасч) по приложению 1, стр. 52 принимают предварительно диаметр (d) и уклон (i). Затем по приложению II.I стр. 14, соблюдая технические условия (по таблице А) определяют скорость (V), наполнение (h/d),и уклон (i) с интерполяцией, если значения qрасч отличается от табличных значений.
Пример 1:Для пропуска qрасч = 22,0 л/с определить: d, i и h/d по таблицам Я.А.Карелина.
Фрагмент табл. Я.А.Карелина стр. 14 прил. II.I
1) по прил. 1 (стр. ) при qрасч = 22,0 л/с определяем d =225 мм., 1000i = 4.
2) Затем по прил. II.I (стр. ) при d = 225 мм., соблюдая технические условия (по табл. А) при h/d = 0,6
Далее интерполируем Vx и 1000ix для qрасч = 22,0 л/с по формулам:
откуда iх = 1000ix / 1000 = 4,26/1000 = 0,00426.
Пример 2: Для пропуска qрасч = 8,2 л/с –участок безрасчетный 0,7-0,8 м/с (незаиливающая), уклон imin по техусловиям (табл.А).
После назначения d и i труб вычисляют «падение» (графа 5) равное произведению уклона на длину участка (i*l) гр.3 гр.4
Далее определяют отметку лотка трубы в начале участка (гр.14) равняется отметке поверхности земли H 1 нач (гр. 16), вычисленная по формуле. Отметка лотка трубы в конце участка 1-2 (гр.15) равна отметке лотка трубы в начале этого участка (гр.14) минус падение трубы (гр.5). Тогда глубина заложения в конце участка (гр.17) равна отметке поверхности земли в этой точке (гр.11) минус отметка лотка трубы в конце участка (гр.15).
Далее расчет ведется аналогично.
Поскольку глубина воды h на участке 2-3 больше чем на участке 1-2, то трубы соединяют по поверхности воды, т.е. отметка поверхности воды в начале участка 2-3 (гр.12) принимается одинаковой с отметкой поверхности воды в конце участка 1-2 (гр.13).
Средние глубины заложения труб (гр.18) определяют как среднеарифметическое гр. 16 и 17.
В точке 3 необходима проверка заглубления бокового притока. Если отметка поверхности воды бокового притока окажется меньше отметки поверхности воды в точке 3 главного коллектора, то на коллекторе в этой точке делают перепад и отметку поверхности воды после перепада приравнивают к отметке поверхности воды в боковом притоке.
Расчет канализации — учесть все нюансы
Грамотный гидравлический расчет канализации для частного дома, диаметр труб, пропускная способность стоков, количество человек — все это способствует недопущению появления частых засоров и поломок в системе. Позволяет собственнику жилья экономить значительные денежные средства на проведении ремонтных работ.
Провести расчет канализации можно при помощи действующих санитарных правил, либо математических формул. Второй вариант для многих покажется трудным. Поэтому лучше воспользоваться СНиП.
Виды расчетов
Расчет канализации многоквартирного дома и частного подразумевает следующие процедуры:
- Определение уклона сточной системы по отношению к септику;
- Поиск оптимального расстояния от деталей системы до важных объектов (для обустройства наружной канализации);
- Гидравлический расчет канализации;
- Вычисление количества материалов, необходимого для работы.
Расчет наклона
Угол наклона трубы устанавливается с целью обеспечения скорости движения воды и других отходов. Этот параметр в идеальных условиях должен составлять порядка 70 сантиметров в секунду. Такую скорость принято называть самоочищающейся, то есть она обеспечивает наименьшую вероятность засорения канализации.
В настоящее время для определения минимально необходимого угла наклона можно применить одну из многих современных методик. Однако проводить расчеты не имеет смысла, потому что оптимальное значение давно известно. Здесь важно просто руководствоваться диаметром используемых труб:
- Значение угла наклона будет составлять 3 сантиметра на каждый метр системы при использовании труб с диаметром 40-50 миллиметров;
- Значение угла наклона будет составлять 2 сантиметра на каждый метр системы при использовании труб с диаметром 85-100 миллиметров.
Стоит отметить, большинство мастеров придерживаются мнения о том, что с большим наклоном канализация будет лучше функционировать. И такая точка зрения ошибочна.
Максимальное значение угла должно составлять не больше 15 сантиметров на каждый метр магистрали. Подвох заключается в том, что стоки, проходящие по трубам, не являются однородной массой. Если угол будет больше обозначенного значения, то в системе происходит расслоение стоков, и твердые субстанции будут оставаться на стенках.
В качестве примера исключения можно привести лишь те участки, имеющие протяжность не более 1,5 метра, и примыкающие непосредственно к сантехнике. Здесь параметр угла может быть любым
Расчет наклона в наружной системе
Во время проведения монтажных работ наружной канализации стоит придерживаться требований, касающихся соблюдения угла наклона в системе:
- При использовании деталей, имеющих диаметр 150 миллиметров, должен соблюдаться угол 8 миллиметров на каждый метр;
- При использовании труб, имеющих диаметр 200 миллиметров, должен соблюдаться угол 7 миллиметров на каждый метр.
Наклон ливневой канализации
В этом вопросе важно помнить, что расчет канализационных стоков необходимо проводить как для деталей основной магистрали, так и для водоотводной канавы. Наименьшее пороговое значение, которое следует соблюдать для этих ответвлений, будет зависеть от типа покрытия, а также диаметра. Искомый параметр должен быть не меньше 3%. Однако зачастую его увеличивают до значения в 5-7%. Говоря непосредственно о трубопроводе, минимальное значение угла наклона будет рассчитываться с учетом идентичных признаков, о которых говорилось ранее.
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:
- Не менее 5 метров от септика до ближайшего жилого дома.
- 30 метров от канализации до ближайшего водоема.
- 20 метров до скважины с питьевой водой или колодца.
- 3 метра до дерева.
- Не менее 20 метров до дороги или границы участка.
- 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.
Гидравлический расчет
Чтобы выполнить гидравлический расчет системы водоотведения необходимо провести:
- Расчет диаметра канализационной трубы;
- Расчет степени наполненности системы.
Стоит отметить, что в гидравлические расчеты подпадает и определение угла наклона. Однако чаще всего монтажники используют уже известные параметры.
Степень наполненности
Расчет канализации для частного дома предусматривает неполное заполнение водостока. По своей сути пропускная способность канализационных труб нуждается в небольшом запасе, направленном на обеспечение вентиляции, а также для пропуска различных крупногабаритных предметов.
Оптимальная величина наполняемости трубопровода зависит от того, какого диаметра используются трубы в системе:
- Коэффициент 0,6 подходит для канализации с диаметром труб от 150 до 250 миллиметров;
- Максимальная наполняемость 0,7 подходит для канализации с диаметром труб от 300 до 400 миллиметров;
- Максимальная наполняемость 0,75 подходит для канализации с диаметром труб от 450 до 900 миллиметров.
Диаметры труб
Использовать сложные математические формулы для расчета диаметра трубы не нужно, так как есть уже готовые оптимальные значения, используемые повсеместно:
- Отведение стоков в санузле обеспечивается трубой в 100-110 миллиметров;
- С идентичной целью в ванной комнате или кухне можно использовать деталь в 50 миллиметров;
- Идеальная пропускная способность стояка канализации обеспечивается трубой в 110 миллиметров.
Важно помнить, что при монтаже канализации не допускается перепадов уровней на протяжении всего трубопровода. Расчет канализации многоквартирного дома должен выдать оптимальную скорость потока, которая обеспечит высокие эксплуатационные характеристики системы.
Подсчет материалов
После того, как канализация для 4 человек будет полностью просчитана, можно переходить к этапу подсчета необходимого количества труб и иных материалов для работы. Такие действия помогут собственнику понять стоимостью проекта и правильно сформировать бюджет будущих работ.
Для выполнения поставленной задачи следует нарисовать план участка или квартиры и перенести на него каждый элемент сточной системы. После этого провести конечный подсчет длины трубопровода не вызовет трудностей.
Видеообзор:
Оборудование
О компании
Основы гидравлического расчета наружной канализационной сети
Гидравлический расчёт сети канализации сложнее, чем водопроводной. Чем же это обусловлено?
Сточные воды – это жидкость со сложной структурой. Она представляет собой полидисперсную субстанцию, в которой значительную долю занимают суспензии и коллоиды. К тому же концентрация и состав загрязнений в сточных водах величина переменная, причём на одном и том же участке канализационной сети.
Основной режим течения сточной жидкости по канализационной сети – неравномерный и неустановившийся. Она движется в основном самотёком. Под напором жидкость перемещается на ограниченных участках.
Неравномерным называется движение с разной средней скоростью потока v в разных живых сечениях потока ω.
Режим течения стоков в сети канализации жидкости неравномерен вследствие:
- Наличия местных сопротивления на неоднородностях трассы: поворотах и изгибах; изменениях диаметра трубопровода; в местах притоков; в лотках смотровых колодцев; перепадах высоты на коллекторах; изменения в уклонах труб; дефектах, возникших при строительстве (невыдерживание проектных решений по поворотам, сечениям и уклонам, просадка труб со временем). В результате на линии появляются подпоры, снижается скорость потока. На таких участках происходит выпадение осадков. Местные сопротивления должны учитываться в расчетах, обнаруженные строительные дефекты – устраняться.
- Неустановившегося характера движения стоков. Он обусловлен неравномерностью поступления в сеть канализационных стоков по времени. Особенно большими перепадами в расходе отличаются канализации дождевая и общесплавная. Скачки в объёме сточных вод менее заметны для канализационных сетей технологической и бытовой. К неустановившемуся режиму более чувствительны трубы меньшего диаметра.
- Турбулентностью течения сточной жидкости по трубам и коллекторам. С учётом этого, при выборе степени шероховатости внутренних стенок трубопроводов нужно исходить от расчётной скорости потока.
Таким образом, неоднородность структуры сточных вод и неравномерность их поступления существенно усложняют гидравлический расчёт канализационной сети по известным формулам для неравномерного движения жидкости. Поэтому используется вычислительная методика для движения равномерного. В ней применяются формулы турбулентного режима жидкости в гладкой, шероховатой и переходной областях. При этом учитывается зависимость степени турбулентности потока от скорости его движения. Также предполагается поступление всего расчётного расхода сточных вод в начало рассчитываемого участка. Игнорирование распределённого по длине поступления стоков, имеющего место в реальности, делается для упрощения расчёта.
При гидравлическом расчёте канализационной сети вычисляются следующие параметры: диаметры труб, площади поперечных сечений каналов, потери напора, средние скорости течения стоков в каналах и трубах и степени их наполнения.
Вся приводимая здесь информация относится к расчёту самотечных трубопроводов. Напорные, для которых используются фекальные насосы, рассчитываются несколько иначе.
Расчёт проводится на основе таких исходных данных: расчётных расходов сточных вод, уклонов канализационных каналов и труб, допустимых предельных (максимальных и минимальных) скоростей течения жидкости в трубах и каналах. Уклоны зависят от локального рельефа и ограничены также нормативными величинами.
Гидравлический расчёт канализационной сети основывается на двух формулах, описывающих равномерный турбулентный режим течения жидкой среды:
скорости (формула Шези)
- q – расчётный расход в м³/сек;
- ω – живое сечение потока в м²;
- v – скорость потока в м/сек (средняя);
- R – радиус гидравлический;
- c – коэффициент Шези (сопротивления движению жидкости);
- J – гидравлический уклон потока.
Гидравлический радиус представляет собой отнесённую к смоченному периметру площадь живого сечения и выражается в м. Гидравлический уклон потока, называемый также гидродинамическим напором на единицу длины, – это уклон i, который должно иметь дно русла при самотечном движении жидкости.
Вместо формулы Шези, как показал практический опыт, в ряде случаев может быть применена эмпирическая формула Дарси:
- λ – коэффициент Дарси (сопротивления трению по длине);
- g — ускорение силы тяжести в м/сек²;
- d – диаметр труб в м.
Коэффициент Шези имеет размерность м 1/2 /с, коэффициент Дарси – величина безразмерная. На основании формулы Дарси составлены графики и таблицы, из которых необходимые параметры могут быть найдены без вычислений.
Основная задача состоит в нахождении одного из этих коэффициентов. Как известно из гидравлики, они определяются двумя величинами – числом Рейнольдса Re и относительной шероховатостью Δэ/R (Δэ – эквивалентная абсолютная шероховатость).
Феноменологически турбулентное течение жидкости внутри трубы можно описать как движение ядра с турбулентностью, окружённого ламинарной плёнкой.
При движении с малой скоростью (малые Re) ламинарная плёнка толще, чем выступы шероховатости, зона течения в этом случае называется гладкой. То есть шероховатость стенок труб влияния на турбулентных характер течения не оказывает, и коэффициенты λ или с будут функциями только от числа Рейнольдса. Сопротивления же станут пропорциональны примерно самой величине скорости.
При больших Re (большой скорости движения среды) ламинарная плёнка уже не может компенсировать воздействие шероховатости. Сопротивление стенок пропорциональны уже квадрату скорости. Зона движения оказывается квадратичной. Аргументом, определяющим коэффициенты сопротивления; является уже относительная шероховатость Δэ/R, а не число Re.
Когда толщина ламинарной пленки и высота выступов шероховатости стенок трубопровода сравнимы по величине, движение происходит в переходной зоне, расположенной между квадратичной и гладкой. Здесь на коэффициенты λ и с оказывают влияние вязкость жидкости и относительная шероховатость труб. Сопротивления будут пропорциональными скорости потока в промежутке степени от 1,75 до 2.
Коэффициенты сопротивления трению по длине λ определяются по формуле профессора Н. Ф. Федорова
- R – гидравлический радиус в см;
- Δэ – эквивалентная шероховатость в см (табличная величина);
- а2 —коэффициент, зависящий от характера шероховатости стенок труб (табличная величина, безразмерная).
В правой части формулы находятся два члена, отражающие фазы турбулентного режима движения жидкости: первый – шероховатую, второй – гладкую.
Неудобство формулы при гидравлическом расчёте заключается в присутствии числа Рейнольдса во втором члене, которое неизвестно при постановке задачи.
При течении сточных вод со скоростью выше 1,5 м/сек турбулентное движение будет происходить в режиме квадратичном. Вести расчёт в этом случае можно по формуле Шези с определением его коэффициента с из формулы Н. Н. Павловского:
- п – коэффициент шероховатости ;
- R – гидравлический радиус в м;
- у – показатель степени.
На величину последнего параметра влияют гидравлический радиус R и коэффициент шероховатости п. Для его вычисления существуют формулы развёрнутая
y = 2,5 √n̅͞͞ — 0,13 – 0,75 √R̅ (√n̅͞͞ — 0,10),
при R менее 1 м y ≈ 1,5 √n̅͞͞;
при R больше 1 м y ≈ 1,3 √n͞͞.
В формуле Павловского этот показатель при п = 0,013 примерно равен 1/6. В этом случае формула предельно упрощается:
В некоторых странах она известна как формула Маннинга. В практическом плане результаты вычислений по обеим формулам почти совпадают, особенно при п = 0,014. Практикам полезно использовать табличные данные, составленные по формулам Павловского и Федорова и приведённые для труб и каналов из различных широко применяемых материалов.
Источник https://vsetrybu.ru/diametr-kanalizacionnoj-truby.html
Источник https://odstroy.ru/kalkulator-rasceta-uklona-ukladki-kanalizacionnoj-truby-poasnenia/
Источник https://stroi-sia.ru/bez-rubriki/gidravlicheskij-raschet-kanalizatsii-primer.html