Формула расчета давления воды в многоэтажном доме
Формула расчета давления воды в многоэтажном доме
Прежде чем представить формулу расчета давления воды, необходимо пояснить:
- 1 бар = 1,019 атмосферы;
- 1 бар = 10,19 метров водяного столба (м в.с.);
- 1 атмосфера = 0,98 бар;
- 1 атмосфера = 10 м в.с.
Рассмотрим формулу, исходя из измерений в метрах водяного столба:10 м в.с. + (4 м х N), где: — 10 м в.с. – это минимальное давление, подаваемое на 1 МКД; — 4 м – принятая высота этажа; — N – количество этажей МКД.
Рассчитаем для примера давление, с которым должна подаваться вода в 9-этажный дом: 10 + (4 х 9) = 46 (метров водяного столба), что приблизительно равно 4,6 атмосферы.
Статическое давление
Статическое давление существует в дополнение к любым динамическим факторам, которые также могут присутствовать одновременно. Закон Паскаля гласит:
Это определение касается только жидкостей, находящихся в полном покое или практически недвижимых. Определение справедливо также только для факторов, составляющих статический гидравлический напор.
Очевидно: когда скорость движения становится фактором, в расчёт берётся направление. Сила, привязанная к скорости, также должна иметь направление. Поэтому закон Паскаля, как таковой, не применяется к динамическим факторам мощности потока жидкости.
Скорость движения потока зависит от многих факторов, включая послойное разделение жидкостной массы, а также сопротивление, создаваемое разными факторами Динамические факторы инерции и трения привязаны к статическим факторам. Скоростной напор и потери давления привязаны к гидростатическому напору жидкости. Однако часть скоростного напора всегда может быть преобразована в статический напор.
Сила, которая может быть вызвана давлением или напором при работе с жидкостями, необходима, чтобы начать движение тела, если оно находится в состоянии покоя, и присутствует в той или иной форме, когда движение тела заблокировано.
Поэтому всякий раз, когда задана скорость движения жидкости, часть ее исходного статического напора используется для организации этой скорости, которая в дальнейшем существует уже как напорная скорость.
Нормативы
Нормы давления в системе водоснабжения регламентируются СНиП 2.04.02-84 и 2.04.01.85.
Согласно этим документам, их допустимые границы должны находиться в следующих пределах:
- Холодное водоснабжение 0,3-6 атмосферных единиц;
- Горячее водоснабжение 0,3-4,5 атмосферных единиц.
Это крайне допустимые значения, при которых система работать будет. А вот как работать – это совершенно другой вопрос. Но обо всем по порядку.
В чем измеряется давление в трубопроводе
Единицей измерения напора является 1 бар. Это давление, которое создает на поверхности десятиметровый столб воды.
Также его часто измеряют и в атмосферных единицах, которые по своим цифровым значениям практически равны бару. Точнее, 1 бар = 1,0197 атм. Разница несущественна, поэтому особого значения не имеет.
Какой напор считается оптимальным
Согласно тем же строительным нормам, рабочее давление холодного водоснабжения в многоквартирном доме должно быть равно четырем атмосферам.
Система подачи и распределения воды в многоэтажном доме
Но на деле оно может оказаться и выше, и ниже этого значения — в зависимости от того, на каком этаже расположена квартира, и от активности водопотребления соседями. Небольшие отклонения в ту или иную сторону допустимы, а 4 бара на входе – это то давление, которое обеспечит комфортное и безопасное пользование системой для всех потребителей.
Несколько иная ситуация с частными малоэтажными домами. Так как максимальная высота подъема воды в них редко превышает 10 метров, то тут действуют и иные нормы водоснабжения: давление в 2-3 бара считается нормальным.
Система водоснабжения частного дома
Все сказанное касается преимущественно холодного водопровода. Рабочее давление в системе горячего водоснабжения может быть ниже, так как основные приборы, которым для нормальной работы необходим определенный напор, запитываются от ХВС.
Для каждого из этих приборов существует свое нормативное давление по водоснабжению:
- Максимальные «запросы» у ванны с системой джакузи – ей для нормального функционирования требуется давление 4 атмосферы;
- Примерно столько же, или чуть меньше, нужно для орошения большого участка через стационарные распылители;
- Стиральная и посудомоечная машинки не будут работать при давлении ниже 2 бар;
- С комфортом принять душ можно будет, если минимальный напор в системе равен 1,5 атмосферам;
- Не менее 1,5-2 атмосфер потребуется и приборам автономного пожаротушения, если дом оборудован такой полезной системой.
Спринклер системы автономного пожаротушения
В частном доме с автономным водоснабжением, проектировать его нужно с таким расчетом, чтобы напора в системе хватало для всех потребителей — даже при одновременной работе всех кранов и приборов. Иными словами, насос следует брать с запасом по мощности.
Чем и как измеряется давление в системе
Измеряют давление в трубопроводах специальными приборами – манометрами.
Манометр показывает нормальное давление водоснабжения
- На системах отопления они стоят всегда, а отопительные котлы чаще всего поставляются в комплекте с манометром.
- Есть они и на вводе воды в многоквартирные дома.
- А вот частникам, если они хотят контролировать давление в системе водоснабжения, нужно позаботиться об этом самостоятельно, своими руками установив измерительный прибор рядом со счетчиком.
Чтобы знать, какое давление в трубах в любой момент, нужно установить на них манометры
Эти бытовые измерительные приборы могут иметь шкалу от 0 до 6, 7, и даже 10 атмосфер. В сети действительно возможны подобные скачки и периоды подачи воды под большим давлением. Но их желательно не допускать, удерживая давление в пределах от 1,5 до 4 бар.
Как увеличить давление воды в водопроводе
Понижение давления в трубопроводе может произойти по нескольким причинам:
- Порывы на городской магистрали. Инженерные сети в большинстве городов имеют весьма почтенный возраст, поэтому утечка воды на пути к потребителю – явление нередкое. Эту причину владелец квартиры устранить не в силах, поэтому остается уповать на городские власти.
- «Заросшие» трубы внутридомового водопровода. В старых домах на внутренней поверхности труб откладывается огромное количество осадков, в результате чего их пропускная способность существенно уменьшается. Устранить эту проблему легко: надо просто произвести замену стояков и разводки внутри квартиры.
Что следует предпринять, если водопроводная система не в состоянии обеспечить нормальный уровень свободного напора? Выход в этом случае один – установить насосное оборудование в квартире.
Насос, повышающий давление воды
Насосная станция, которой пользуются владельцы частных домов, здесь вряд ли подойдет:
- Во-первых, устанавливать такое оборудование на централизованном водопроводе без специальных согласований не разрешается. Да и соседи вряд ли на это согласятся – они-то точно останутся совсем без воды.
- Во-вторых, насосные станции относятся к крупногабаритному оборудованию, и установить их в квартире весьма проблематично. А если к этому прибавить еще и обвязку, то становится понятно, что такой агрегат для среднестатистической квартиры не подойдет.
Но не все так мрачно – производители насосного оборудования выпускают повысительные насосы, рассчитанные именно на «квартирную» установку.
Нормативы
Стандартный бытовой водопровод выполняет очень важную функцию: доставляет воду в каждую квартиру многоквартирного дома. Он монтируется согласно нормам СНиП 2.04.02-84. Напор воды в обычной водоразборной сети полностью ими регулируется и соответствует определенным показателям. Поскольку давление в точках разбора должно быть постоянным, то его нагнетанием на входе многоэтажного дома должно заниматься оборудование, которое учитывает следующие факторы:
- высоту одного этажа;
- этажность здания целиком;
- общее число квартир (важен норматив потребления на одного человека).
Действительно, высота столба жидкости поднимается на определенную высоту благодаря насосному оборудованию, которым водопровод оснащен. Но, помимо высоты, имеет значение и разбор в конечных точках. Последнее связано напрямую с потребностями человека как физиологическими, так и бытовыми. Поэтому насосное оборудование должно регулировать систему водопровода путем изменения напора: в моменты наибольшего расхода увеличивать, во время простоя — уменьшать.
Физиологические нормы
Если с бытовыми потребностями еще каким-то образом можно поступиться, то с жизненно необходимым минимумом потребления воды придется мириться. Эта вода должна поступать по отдельной линии холодного водоснабжения, после прохождения очистки в соответствующих системах водоснабжающей организации. При средней активности человека эти суточные нормы потребления, в зависимости от массы тела следующие:
- 2,3 л – для 60 кг (средняя масса женщины или подростка);
- 2,9 л – для 80 кг (средняя масса мужчины);
- 3,6 л – для 100 кг (мужчина с ожирением или спортсмен-силовик).
Так, если в доме 250 квартир и в каждой проживает в среднем по 2 человека, то только на физиологические нормы должно прокачиваться 1450 л одной только питьевой воды в сутки. Такой расход может быть обеспечен и минимальным давлением в 0,2 бар. При этом нужно понимать, что напор точках, расположенных в квартирах верхних этажей, зависит не только от входного домового напора.
Документы: СНиП 2.04.02-84
Как говорилось ранее, все проекты по водоснабжению должны соответствовать СНиП 2.04.02-84. Согласно документу, давление в точках разбора не должно превышать 6 бар. В накопительные нагревательные баки на входе ставятся клапаны, которые настраиваются как раз на эту величину. Если давление из-за нагрева бака станет выше, то вода просто сбрасывается, не создавая избыточных сил внутри бака. Сами резервуары рассчитаны на тот же стандарт – 6 бар. Все соответствует единым стандартам.
При входном домовом давлении в 6 бар высотность здания должна быть не более 12 – 13 этажей. Иначе вода не будет доходить до самых верхних квартир. В этих случаях входное давление повышают, таким образом, чтобы в каждой квартире в точках разбора напор был в соответствии со стандартами:
- 0,2 бар – смеситель в ванной, умывальник, бачок унитаза;
- 0,3 бар – ванны и душевые кабины.
Документы: постановление № 307
Помимо СНиП существует еще один документ, который регламентирует порядок подачи воды в обычном жилом многоквартирном доме. Полностью он называется Постановлением Правительства РФ от 23.05.2006 г. № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам». Этот документ постоянно корректируется, и последняя его редакция датируется 09.09.2017 г. В этом достаточно объемном документе по части водоснабжения говорится о следующих возможных значениях напора воды:
- 0,3 – 6,0 атм для холодной воды;
- 0,3 – 4,5 атм для горячей воды.
Как видно, в системах горячего водоснабжения верхняя граница давления имеет более низкую величину. Берется такой запас в 1,5 атм с целью предотвращения быстрого износа сантехнических устройств. Они и без того подвержены более быстрому разрушению из-за высоких эксплуатационных температур. Оба документа не противоречат друг другу. Верхняя планка определена на уровне 4,5 – 6 бар, нижняя не должна опускаться меньше чем на 0,3 бар.
Как понизить давление воды в водопроводе
Напор воды в квартире прямо зависит от этажа, на котором она расположена. И если на верхних этажах испытывают проблемы из-за слабого давления, то на нижних этажах все наоборот. Однако понизить напор в трубах водопровода не сложно.
Для регулирования напора и поддержания его на заданном уровне применяются редукторы давления. Настройка редуктора производится за счет сжатия или ослабления пружины. Настроенный редуктор будет поддерживать установленное значение постоянно. Дополнительная настройка может понадобиться только, когда значительно изменится давление в водопроводной сети до редуктора, либо произойдет засорение калибровочного отверстия редуктора.
Редуктор устанавливается сразу после первого запорного крана и фильтра, перед прибором учета. В сужающейся части редуктора, под колпачком находится регулирующий винт, как правило, под шестигранник или плоскую отвертку. Вращая винт в разные стороны, мы изменяем сжатие пружины и соответственно уменьшаем или увеличиваем давление. Не следует часто заниматься регулировкой. Происходит повышенный износ уплотнительного резинового кольца и появляется подтекание воды.
Давление в водопроводе квартиры важный фактор для комфортного пользования водой. Обладая достаточными знаниями, можно решить проблемы с напором воды. А выбор правильного давления позволит избежать проблем.
Короткое видео о том как проверить давление в водопроводе
Как можно узнать силу напора воды в квартире
Замер внутритрубного давления горячей и холодной воды в системе делается манометром. Прибор необходимо подключить к любому сантехническому устройству в жилище. Это может быть как кран, так и душевая лейка. Данные манометра можно сверить с теми, что предписаны по закону. Манометр позволяет не только определить давление внутри труб, но и выявить возможные неисправности в самой сантехнике.
Сила напора холодной и горячей воды в трубах может определяться без специальных приборов. Достаточно на протяжении 7 секунд наполнять трехлитровую банку водой из-под крана. Если за указанное время емкость полностью заполнится, то в городском водопроводе создано достаточное давление.
Какой показатель давления обеспечит полноценное потребление воды
Существуют минимальные показатели давления в трубах, необходимого для нормальной работы сантехнического оборудования:
- 0,2 атмосферы для кухонного смесителя и сливного бачка;
- 0,3 атмосферы для душа, биде и смесителя в ванной;
- 4 атмосферы для джакузи и душевой кабины с гидромассажем.
Бытовые электроприборы, требующие подключения к водопроводу, нормально функционируют при следующих минимальных показателях напора:
- 1,5 атмосферы — посудомоечная машина;
- 2 атмосферы — стиральная машина;
- 1,5 – 2,5 атмосферы — котел системы отопления (параметр зависит от его характеристик).
Для полива сада и огорода в частном секторе необходимое давление в водопроводе должно быть не меньше 3,5 атм.
Полноценное потребление
Для создания комфортных условий в многоквартирном доме необходимо, чтобы вода подавалась с напором минимум в 2 атмосферы. Оптимальным показателем является значение в два раза больше.
Опасность высокого давления
Если подача воды производится под напором, превышающим рекомендованные нормы, у пользователей может выйти из строя бытовая техника, возникнуть протечки и иные неприятные ситуации.
Для большинства видов сантехники губительно давление свыше 4,5 атмосфер. Если подаваемая вода не будет вписываться в указанное значение, то производитель не несет ответственности за поломку оборудования. Снизить напор можно путем подключения понижающих редукторов.
Внимание! здесь
Следствия отклонения давления воды в водопроводе от нормативных характеристик
При низком давлении в водопроводе вода течет медленно, бытовые приборы не включаются
Снижение или повышение давления воды приводит к большим неприятностям, связанным с техническим оснащением городских квартир.
- Высокое давление выводит из строя запорную арматуру: вентили, задвижки.
- Выходит из строя бытовая техника, водяные счетчики.
- Если напор воды снижается, некоторые виды бытовой техники не включаются, например, стиральная или посудомоечная машины.
- Не будет работать сантехника, для которой требуется повышенное водоотведение. Например, бойлеры, унитазы и прочее.
Основная неприятность – это неудобства, связанные с использованием водопровода для гигиенических целей. В основном это связано с понижением напора. При низком давлении душ принимать невозможно.
Минимальные показатели напора для некоторых видов сантехнических приборов:
- смеситель, установленный на раковине в ванной или мойке на кухне – 0,2 атм.;
- смеситель, установленный на ванне или в душевой кабине – 0,3 атмосфер;
- унитаз, а точнее его сливной бачок – не ниже 0,2 атм.;
- биде – напор должен быть не меньше 0,3 атм.;
- стиралка – в пределах 2 атм.;
- посудомоечная машина – 1,5 атм.;
- если в доме используется нагревательный котел, который обеспечивает горячей водой систему отопления и горячее водоснабжение, давление в водопроводе не должно быть ниже 1,5 атм.;
- для гидромассажа или джакузи потребуется напор не ниже 4 атм.
Последние сантехнические приборы встречаются редко в многоэтажных домах, поэтому при расчете давления в трубах водоснабжения в квартирах ими можно пренебречь. Но если установка такой сантехники планируется, придется учитывать данный параметр. Если фактическое давление в трубах низкое, придется продумывать способ повышения напора. Самый простой вариант – монтаж насоса.
Какого давления достаточно для полноценного потребления?
Большинство жильцов многоквартирных домов используют воду весьма предсказуемо. Они периодически принимают душ, ежедневно моют посуду, умываются и несколько раз в неделю включают стиральную машину. Для обеспечения этих манипуляций достаточно иметь в водопроводе напора (давления) в 2 атм. Если в ванной установлен массажный душ или джакузи – они будут работать только при давлении не менее 4 атм.
Излишне высокое давление в сети приводит к быстрому износу либо безвозвратному разрушению керамических смесителей и санитарно-технического оборудования.
Некоторые особенности автономных водопроводов
Источником автономного водоснабжения служит скважина или колодец.
В обоих случаях вода в трубопровод подается посредством насосов. Именно этот агрегат создает в трубах давление, необходимое для доставки воды к потребителям — кранам, машинам стиральным или посудомоечным и пр.
Однако не только его мощность и производительность влияют на уровень свободного напора в водопроводе. Большую роль в этом вопросе играет дебет скважины.
Если воды в источнике недостаточно, насос не сможет сразу после его включения обеспечить необходимое давление в сети. В случае избыточного количества воды в скважине существует риск значительного повышения напора, что может привести к различного рода авариям – протечек, срыва кранов и пр.
В первом случае домовладельцу приходится принимать меры по повышению давления воды в водопроводе, во втором – правильно подобрать производительность насоса, чтобы она играла роль своеобразного ограничителя.
Насос для давления воды в водопроводе
Наибольшей популярностью у владельцев квартир пользуются насосы марки:
- Комфорт: эффективные и экономичные устройства. Насосы этой марки относятся к разряду универсальных – их можно устанавливать на горячую и холодную воду. Корпус изделия изготовлен из нержавеющей стали. Существует семь модификаций, отличающихся друг от друга величиной расчетного напора (от 8 до 10 м) и пропускной способностью (номинальная — от 8 до 12 л/мин, максимальная — от 20 до 30 л/мин);
- WILO: отечественные насосы европейского класса, отличного качества, универсальны. Насосы Вило оснащены датчиком потока, система охлаждения мотора – «мокрый ротор». Они рассчитаны на максимальный напор от 9 до 20 м и пропускную способность от 2,4 до 35 л/мин (в зависимости от модели);
Хорошие отзывы получил и насос UNIPUMP. Отличается маленькой монтажной длиной, что обеспечивает удобство его установки.
Как получить сведения о водяном напоре?
Чтобы вычислить водяное давление в кранах, потребуется специальный манометр. Он должен быть подключен к системе водоснабжения.
К примеру, если подключить прибор к душу, используя переходник, появится возможность сравнить отраженное на манометре давление с установленными нормами, зафиксированные СНиПом.
Полученные результаты укажут не только на степень подаваемого водяного напора, но и на возможные изъяны в сантехническом оборудовании. Возможно, потребуется обычная профилактическая очистка одного из приборов.
Если манометр по одной из причин отсутствует, можно рассчитать уровень давления, используя обычный прозрачный шланг или произвести расчет потока воды в секундном измерении.
Наполнение кастрюли объемом в три литра не более чем за 7 секунд, указывает на качественную работоспособность санитарных установок.
Заключение
В случае возникновения проблем с напором, не зависящих от потребителей и домового имущества, следует обращаться в управляющую компанию, которая ответственна за дом. Не стоит решать возникнувшие неполадки своими силами, для начала следует дождаться решения УК, исходя из него выбирать дальнейший план действий, это может быть устранение управляющей компанией недостатков или же согласованное со всеми жильцами решение установления внутриквартирного насоса.
В случае, если управляющая компания не принимает надлежащие меры, которые являются её прямыми обязанностями, можно обратиться в другие ведомства.
Как выводятся регламентированные значения по ГОСТ 2022
Нормативные документы в период государственного контроля за соблюдением качества оказания населению жилищно-коммунальных услуг, строительства и застройки населенных пунктов в промышленном масштабе разработаны на основании практического опыта и научных исследований.
Манометр
В связи с этим стоит отметить следующее:
- Норма напора воды в кране для многоквартирных домов рассчитана преимущественно на самый распространенный в то время тип – пятиэтажное здание. Для многоэтажных домов давление рассчитывается индивидуально, при создании проекта, с учетом типа установки, обеспечивающей нужды жильцов в воде. Однако соблюдение норм СНиП 2.04.02-84, озаглавленного «Водоснабжение наружных сетей», при этом является обязательным условием, и не только в Москве.
- Максимальное и минимальное значения давления, норма давления воды в водопроводе могут измеряться в барах или в атмосферах. Это не тождественные понятия, поскольку единица норматива измерения, принятая в физике, на самом деле равна 1,02 атмосферы. Общепринятая практика при проведении расчетов давления – округление 1,02 до единицы, чтобы облегчить проведение соответствия нормативам. Поскольку речь идет о цифре после нуля за запятой, а максимальное давление в трубах из пропилена не превышает 10, погрешность норматива считается не очень значительной.
- Давление воды в кране зависит от многих условий – качества оборудования у поставщика, расстояния, на которое она подается, высоты или этажности здания, исправности всех составляющих системы в отдельно взятом жилище.
Водомерный узел для многоквартирного дома
Нормативы давления горячей воды отличаются по величине от требований-нормативов, предъявляемых к холодной. Потому что на трубы оказывает влияние не только компрессия водного потока, но и температурные показатели.
Обычно при прокладке трубопровода в квартире или в частном доме закладывается двойной запас прочности по отношению к указанному в номенклатуре.
