Расчет диаметра канализационной трубы
Эта статья посвящена подбору наружного самотечного канализационного трубопровода; как определить диаметр трубы канализации, а также назначить ей требуемый уклон
Рассмотрим это на следующем примере:
Расход на участке внутриквартальной хозяйственно-бытовой канализации составляет Q=3 л/c. Подобрать железобетонную трубу.
Расчет канализационной трубы (участка сети) заключается в назначении для него диаметра и подборе уклона, см. расчетную схему ниже:
Расчетная схема участка канализационной сети
В соответствии с СП32.13330, минимально возможный диаметр внутриквартальной канализации составляет 150 мм. Это имеется в виду внутренний диаметр.
При подборе трубы мы стремимся назначить как можно меньший диаметр, обеспечив при этом минимально возможный уклон. Однако при этом действуют ограничения по минимальной скорости и максимально возможному наполнению трубы H/D:
Минимальные значения скорости и максимальные наполнения для различных диаметров канализационных труб
Например, исходя из этой таблицы для диаметра трубы 300 мм скорость на участке должна быть не меньше 0,8 м/c, а предельное наполнение H/D – 0,8 (т.е. максимально возможный слой воды в такой трубе 300*0,8 = 240 мм).
Необходимо отметить, что эта таблица в части наполнения H/D не касается дождевой канализации (ее трубопроводы подбираются на полное наполнение).
Наполнение H/D
Также нужно помнить, что при гидравлическом расчете канализационной сети, состоящей из нескольких участков >>> скорость не должна уменьшаться по ходу движения.
В рассматриваемом случае речь идет о внутриквартальной канализации, поэтому постараемся подобрать трубу диаметром 150 мм.
Открываем таблицы Лукиных для данного типа труб:
Фрагмент таблиц Лукиных для диаметра Д=150 мм
Мы пытаемся подобрать минимальный уклон, т.к. это будет способствовать минимальной глубине заложения трубы и сократит объем земляных работ.
Берем уклон 0,008 (это значит понижение отметки трубы на величину 8 мм на каждый метр ее длины, еще могут сказать: 0,8% или 8‰). Ищем в соответствующем столбце расход 3 л/c > он заключен между 2,51 и 4,32 л/c. Точное наполнение h/d и скорость v могут быть найдены интерполяцией: H/D составляет 0,33, а скорость v = 0,58 м/c. Наполнение удовлетворяет требованиям нормативной таблицы (<0,6 для диаметра 150 мм), а вот скорость меньше минимально допустимой (0,7 м/c для диаметра 150 мм). При скорости 0,58 м/c труба будет заиливаться (т.е. на дно из-за медленного движения стоков будет выпадать осадок).
Таким образом, необходимо выбрать большее значение уклона трубы. Уклоны 0,01 и 0,012 также, очевидно, не подходят из-за скорости, а вот при уклоне 0,014 скорость составит 0,71 м/c (> 0,7 м/c). Поскольку наполнение H/D меньше 0,6, то можно считать трубу подобранной.
интерполяция значения скорости по значениям расхода (3 л/c между 1,49 л/c и 3,32 л/c)
Фрагмент таблиц Лукиных для диаметра Д=150 мм, подбираем уклон трубы для расхода Q = 3 л/c
ИТОГ: для транспортирования расчетного расхода 3 л/c во внутриквартальной хозяйственно-бытовой канализации подойдет труба диаметром 150 мм, положенная с уклоном 0,014 (14 ‰ ).
При больших расходах возникает вопрос выбора диаметра трубы. Например, на расход Q = 20 л/c подходит, как минимум, три варианта:
Первый вариант — труба 200 мм, уклон 6 ‰.
Второй вариант — труба 250 мм, уклон 3,5 ‰.
Третий вариант — труба 300 мм, уклон 5 ‰. (для этого диаметра скорость уже должна быть не меньше 0,8 м/c)
Окончательный выбор между вариантами можно сделать на основании их технико-экономического сравнения. Чаще всего при проектировании сетей канализации стремятся обеспечить наименьшую глубину заложения при выдерживании нормативных скоростей. Учитывая, что сопряжение участков канализации преимущественно выполняют «шелыга в шелыгу» (т.е. участки соединяются в колодцах по верхним точкам), то увеличение диаметра даже при уменьшении уклона может дать большую итоговую глубину заложения трубы. Поэтому из рассмотренных вариантов, первые два являются конкурирующими между собой, а третий им явно уступает.
Сопряжение участков канализации «шелыга в шелыгу»
По данной ссылке можно также загрузить электронные таблицы Лукиных со встроенной интерполяцией
Как выдержать требуемый уклон
Определиться с углом уклона канализации недостаточно. Его еще при прокладке надо выдержать. Самый удобный вариант — наличие специального уровня с угломером. Если профессионального оборудования нет, придется хитрить.
Строительный уровень с угломером
Есть способы контролировать угол канализационной трубы при помощи обычного уровня:
- Нарисовав на стене линию с желаемым уклоном, прикладываете к ней строительный уровень, делаете на пластике отметку в том месте, где находится край пузырька. При выставлении труб располагаете их так, чтобы пузырек оказался в нужном положении.
- Если взять метровый уровень, можно с одной стороны прикрепить подкладку требуемой ширины. На котортких участках такой способ не работает, но протяженный трубопровод выставлять удобно.
Внутренняя канализация
При прокладке трубопровода надо выдерживать заданный уклон, не допустить прогибов и провисаний. Кстати, при укладке отводных труб от разных сантехнических приборов требуется выдерживать разные уклоны (смотрите фото ниже).
Уклон отводных труб от разных сантехнических приборов
При прокладке внутреннего трубопровода можно начертить требуемые уклоны на стене, по ним выставить трубы. На уровень пола ориентироваться не стоит, лучше отбить горизонтальную линию. Проще это сделать при наличии нивелира, если его нет, можно пользоваться пузырьковым уровнем. После этого, высчитав требуемый перепад (описано выше), «задираете» дальний конец. Еще раз проверяете точность расчетов и нанесенных линий. После можно приступать к монтажу.
Пример разводки внутренней канализации
В ванных и туалетах обычно выкладывают требуемый уровень при помощи густого песко-цементного раствора. Все равно потом труба отделывается — ставится короб из гипсокартона, на который затем наклеивается плитка. Более современный вариант — укладывать трубы в штробу доступен не всем — в панельных домах нет такой толщины стен. При прокладке канализационных труб от кухни чаще пользуются подставками и клиньями. После уложенный с требуемым уклоном трубопровод фиксируется к стенам при помощи специальных держателей. Их устанавливают с шагом не более 40 см.
Наружная канализация
Канализация на участке укладывается в траншеи. Прокладывая трассу, старайтесь ее сделать как можно более прямой. Любые повороты — потенциальное место образования засора. Если без поворотов обойтись никак не получится, рядом с ним установите тройник, выведите трубу чуть выше уровня грунта и заглушите ее герметичной крышкой. Это будет верное решение — сможете быстро и без проблем прочищать пробки.
При прокладке внешней канализации копают траншею с ровным дном. Глубина траншеи — на 20 см больше необходимой — это место под песчаную подушку. При небольшой протяженности и малом перепаде дно можно так и оставить — ровным. Если перепад большой, придется формировать уклон. На этом этапе слишком выдерживать наклон нет необходимости — делаете приблизительно. Затем дно выравнивают, убирают все камни, корни, сравнивают ямы, уплотняют. Должно быть ровное плотное основание.
Основные моменты, которые надо помнить
На выровненное дно насыпают песка. Его надо сыпать слоями по 5 см, разравнивать по уровню, уплотнять (проливать большим количеством воды). Послойно уложив 4 слоя, получаем подушку в 20 см. В песок укладывают трубы, формируя заданный уклон. Уклон можно проверять длинным строительным уровнем (1,5-2 метра или больше). Если такого нет, можно к длинной ровной рейке (брусу) примотать посередине скотчем пузырьковый уровень. Так можно добиться минимальной погрешности.
После того как труба уложена и проверен ее уклон, ее засыпают песком. Он должен закрывать ее практически на половину. Песок аккуратно выравнивают и проливают. После этого труба на 1/3 засыпана плотным песком (можно чтобы уровень был больше). Дальше можно засыпать грунтом.
Пропускная способность канализационной трубы
Пропускная способность канализационной трубы – важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напорный или безнапорный). Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо трудоемкого расчета, для определения пропускной способности канализации используют таблицы.
Формула гидравлического расчета
Для гидравлического расчета канализации требуется определить неизвестные:
- диаметр трубопровода Ду;
- среднюю скорость потока v;
- гидравлический уклон l;
- степень наполнения h/ Ду (в расчетах отталкиваются от гидравлического радиуса, который связан с этой величиной).
| Ду, мм | h/Ду | Самоочищающая скорость, м/с |
| 150-250 | 0,6 | 0,7 |
| 300-400 | 0,7 | 0,8 |
| 450-500 | 0,75 | 0,9 |
| 600-800 | 0,75 | 0,1 |
| 900+ | 0,8 | 1,15 |
Кроме того, существует нормированное значение минимального уклона для труб с малым диаметром: 150 мм
(i=0.008) и 200 (i=0.007) мм.
Формула объемного расхода жидкости выглядит так:
q=a•v,
где a — это площадь живого сечения потока,
v – скорость потока, м/с.
Скорость рассчитывается по формуле:
v= C√R*i,
где R – это гидравлический радиус;
С – коэффициент смачивания;
i — уклон.
Отсюда можно вывести формулу гидравлического уклона:
i=v2/C2*R
По ней определяют данный параметр при необходимости расчета.
С=(1/n)*R1/6,
где n – это коэффициент шероховатости, имеющий значения от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.
Гидравлический радиус считают равным радиусу обычному, но только при полном заполнении трубы. В остальных случаях используют формулу:
R=A/P,
где А – это площадь поперечного потока жидкости,
P– смоченный периметр, или же поперечная длина внутренней поверхности трубы, которая касается жидкости.
Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации
В таблице учтены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета. Данные выбирают по значению диаметра трубы и подставляют в формулу. Здесь уже рассчитан объемный расход жидкости q, проходящей через сечение трубы, который можно принять за пропускную способность магистрали.
Кроме того, существуют более подробные таблицы Лукиных, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.
Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем
В таблицах пропускной способности напорных труб канализации значения зависят от максимальной степени наполнения и расчетной средней скорости сточной воды.
| Диаметр, мм | Наполнение | Принимаемый (оптимальный уклон) | Скорость движения сточной воды в трубе, м/с | Расход, л/сек |
| 100 | 0,6 | 0,02 | 0,94 | 4,6 |
| 125 | 0,6 | 0,016 | 0,97 | 7,5 |
| 150 | 0,6 | 0,013 | 1,00 | 11,1 |
| 200 | 0,6 | 0,01 | 1,05 | 20,7 |
| 250 | 0,6 | 0,008 | 1,09 | 33,6 |
| 300 | 0,7 | 0,0067 | 1,18 | 62,1 |
| 350 | 0,7 | 0,0057 | 1,21 | 86,7 |
| 400 | 0,7 | 0,0050 | 1,23 | 115,9 |
| 450 | 0,7 | 0,0044 | 1,26 | 149,4 |
| 500 | 0,7 | 0,0040 | 1,28 | 187,9 |
| 600 | 0,7 | 0,0033 | 1,32 | 278,6 |
| 800 | 0,7 | 0,0025 | 1,38 | 520,0 |
| 1000 | 0,7 | 0,0020 | 1,43 | 842,0 |
| 1200 | 0,7 | 0,00176 | 1,48 | 1250,0 |
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.
Выходящую из фундамента дома трубу (см.фото) подключают к наружному трубопроводу, по которому стоки передвигаются самотеком к септику или сливному резервуару. При этом для устройства наружной магистрали применяют изделия большего диаметра, чем при прокладке внутренней системы. Допускается использование труб чугунных, асбестоцементных или из пластмассы. 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.
Для теплоизоляции наружной части канализационной сети применяют различные материалы (минвата, пеноизол, пенополиуретан, вспененный полиэтилен) – ими оборачивают трубы. Кроме этого, можно укладывать поверх трубопровода или внутри него греющий кабель. Его помещают в специальный кабель-канал, предохраняющий от внешних повреждений. 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.
Задание уклона при монтаже канализационной трубы
Математические вычисления производить легче, чем выдержать требуемые параметры при монтаже бытовой канализации. Облегчить работу может специальный строительный прибор – угломер. Однако, можно обойтись без него.
Поскольку перепад положения одного конца слива по отношению к другому составляет известные значения, высчитываем необходимую высоту и проводим линию на стене от точки стока до предполагаемого расположения входа в сантехнический прибор с учетом угла наклона канализационных труб. Затем отвод аккуратно устанавливаем и прикрепляем к стене держателями с шагом в 40 см.
При монтаже канализации в частных домах и квартирах, следует иметь в виду, что для различной сантехники подходят трубы только определенного сечения, что влияет на уклон. Для ванн, раковин, умывальников и писсуаров достаточно небольших труб от 40 до 50 мм. Для кухонных моек, где количество крупных пищевых отходов больше – 50 мм, для унитазов – 100 мм.
В таблице приведены данные не только максимальных уклонов соединительных участков для каждого прибора домашней сантехники, но и примерные расстояния до общей сливной трубы.
Существует несколько правил, соблюдать которые необходимо при проведении работ по устройству в доме сетей канализации:
- прямолинейность каналов. Любые искривления выводящих путей являются «слабыми» местами сети, в которых скапливаются отходы;
- уклоны всех сливов жилища должны быть одинаковыми. Если на первом этаже частного дома значение уклона равняется 0,02, то и на втором этаже должно быть таким же. Тогда работа всей системы будет максимально продуктивной, без лишнего шума и частых аварий;
- минимальная протяженность. Целесообразно все места в помещении, где располагаются сантехнические приборы, размещать вблизи друг от друга. Тогда соблюсти необходимый уклон слива будет намного легче;
- гладкие трубы, выдерживающие уклон. Любые впадины на внутренней стороне илопровода являются местом потенциального засора. Поэтому не подходят гофрированные трубы. В некоторых случаях и полипропиленовая труба под воздействием горячей воды может «провиснуть», образовав контруклон. В этом месте неизбежно соберутся частицы пищи и прочих отходов. Такие участки подлежат замене.
Трубами большого размера (110 и 200 мм) устраивают выводы для наружной канализации. При этом принцип прямолинейности трасс сохраняется. В случае, если избежать изменения направления канала нельзя, используют тройные переходники с выводом на поверхность ревизионной трубы с заглушкой, которая облегчит прочистку стока.
Труба наружной канализации помещается под уклон, который проверяется специальным двухметровым уровнем. После проверки параметров засыпается песком и грунтом. Наружная канализация всегда устраивается под землей во избежание смерзания стоков и перекрытия возможности слива. Для каждого региона глубина залегания канализационных каналов определяется, исходя из климатических особенностей местности.
Рассмотренная тема при всей важности и сложности расчетов достаточно проста. Применение необходимых значений при строительстве облегчаются готовыми таблицами с нужными цифрами, которые помогут справиться с самостоятельным монтажом системы. Но при необходимости всегда можно обратиться к специалистам, которые разработают проект и подберут материалы согласно установленным строительным нормам
Но при необходимости всегда можно обратиться к специалистам, которые разработают проект и подберут материалы согласно установленным строительным нормам.
Мне нравитсяНе нравится
Вычисление объема септика
Необходимая мощность простого автономного 2-х камерного коллектора канализации рассчитывается следующим образом:
Vseptic = 0,2 × Kzh × 3 × 1,2, где:
- Всептическая ямка – объем септика, л;
- Кж – количество жильцов в доме, человек;
- 0,2 – среднесуточный расход воды на человека (200 л или 0,2 м3);
- 3 – коэффициент, определяющий, что септик должен принимать трехдневный сброс сточных вод от всех жителей;
- 1,2 – поправочный коэффициент, используемый для увеличения вместимости септика на 20%, который занимает твердый осадок, падающий на дно.
Пример расчета:
Для семьи из трех человек объем септика составляет Vseptic = 0,2 × 3 × 3 × 1,2 = 2,16 кубометра
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.
Подбор диаметра трубы для канализации
Водоотведение — это целый комплекс инженерных сооружений, который благополучно производит отвод горячей и холодной воды, начиная от источника ее появления (ванна, унитаз, раковина и т.д.) до колодца и дальше. Важным элементом в этой системе, как известно, являются трубы. Поэтому тем, кто решил сам запроектировать, а потом и устроить канализацию в своем доме, в первую очередь нужно ответить на два вопроса: «Из какого материала приобрести канализационные трубы? Какой должен быть диаметр трубы для канализации?»
На первый вопрос каждый отвечает сам в зависимости от своих предпочтений и размеров своего кошелька. Сказать здесь можно лишь то, что на сегодняшний день распространены следующие виды канализационных труб: стальные, чугунные, металлопластиковые, асбестоцементные, керамические и полимерные.
Ответ же на второй вопрос требует обращения к специальной литературе. Ведь неправильно подобранный диаметр канализационной трубы может обернуться потопом или сложностью в процессе эксплуатации здания. Последняя проблема связана с тем, что напор воды может быть ограничен.
Диаметр канализационных труб рекомендуется рассчитывать в соответствии со СНиП 2.04.01-85* (СП 30.13330.2012) «Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция. и СНиП 2.04.03-85* (СП 32.13330.2012) «Канализация. Наружные сети и сооружения». Актуализированная редакция. Но если дом не большой, то можно просто руководствоваться специалистами в данной области. Так, они рекомендуют следующие наружные диаметры труб в зависимости от участка канализации:
150-200 мм — трубы наружной канализации, т.е. трубы которые собирают всю воду со здания и выводят ее за его пределы, например, в выгребную яму или септик;
около 75 мм — трубы для отвода воды от ванны и душевой кабины;
40-50 мм — трубы для отвода воды от умывальника и биде;
около 25 мм — трубы для отвода воды от посудомоечной и стиральной машин;
100-110 мм — трубы для отвода воды от унитаза;
100-150 мм — трубы для стояка внутренней канализации.
60-200 мм — трубы водостока. Подбираются в зависимости от площади крыши. Так, например, при площади крыши 40 м2 диаметр трубы должен быть не менее 60 мм, а при 460 м2 — не менее 150 мм.
Примечание: при выборе диаметра труб для канализации следует знать, что сужение трубопровода по ходу стока воды не допускается.
Расчет диаметра трубы для канализации
Для того, чтобы правильно подобрать диаметр трубы канализации нужно пользоваться формулой:
V(√h/d) > K
Где:
V — скорость движения жидкой массы, м/с. Данная величина должна быть не менее 0,7 м/с. Подбирается в соответствии с пунктом 5.4 и таблицей 2 СП 32.13330.2012.
| Диаметр, мм | Скорость Vmin, м/с, при наполнении h/d | |||
| 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | |
| 150 — 250 | 0,7 | — | — | — |
| 300 — 400 | — | 0,8 | — | — |
| 450 — 500 | — | — | 0,9 | — |
| 600 — 800 | — | — | 1,0 | — |
| 900 | — | — | 1,10 | — |
| 1000 — 1200 | — | — | — | 1,20 |
| 1500 | — | — | — | 1,30 |
| Св. 1500 | — | — | — | 1,50 |
h/d — соотношение максимальной высоты потока воды в трубе к ее внутреннему диаметру. Иначе этот параметр называется наполнением трубопровода. Его минимальное значение должно быть 0,3. В зависимости от диаметра труб значение этого параметра равно:
- 0,3-0,5 — для труб диаметром от 50 до 100 мм;
- 0,3-0,6 — для труб диаметром от 125 до 200 мм при уклоне i = 0,008;
- 0,8 — для труб, которые будут транспортировать относительно чистые воды.
К — коэффициент, подбираемый в зависимости от материала труб. Для полимерных материалов он равен 0,5, для труб из других материалов — 0,6.
Что касается расхода воды в системе канализации, то он находится по формулам расчета водопровода здания. Отличие лишь в том, что для некоторых приборов (например, унитаза или ванны) расход стоков превышает расход воды из водопровода. Поэтому это нужно учитывать при расчете (см. пункты 4.11 и 4.12 СП 30.13330.2012). Также здесь стоит отметить, что максимальный расход воды для частного коттеджа редко, когда превышает 3 л/с.
Поделиться статьей с друзьями:
Выбор труб
Диаметры канализационных труб В ходе укладки канализации частного дома применяются водопротоки круглого сечения с внутренним диаметром от 40 до 110 мм из устойчивого к агрессивной среде сточных вод поливинилхлорида. Так как различные сантехнические и бытовые приборы характеризуются неодинаковым объемом стоков, различающихся по консистенции и составу, используются трубы со следующими внутренними диаметрами:
- умывальники, кухонные мойки – 40-50 мм;
- ванны, душевые поддоны – 50 мм;
- стиральные и посудомоечные машины – 50 мм;
- писсуары, биде – 50 мм;
- унитазы – 110 мм.
Если частный жилой дом имеет 2 и более этажей, верхние санузлы соединяют с канализацией нижних при помощи вертикально расположенных коммуникаций – стояков – с внутренним диаметром 110 мм.
