Расчет водопровода в частном доме: просто о сложном

Тема этой статьи – расчет водопроводных сетей в частном доме. Поскольку типичная схема водоснабжения небольшого коттеджа не отличается высокой сложностью, нам не придется лезть в дебри сложных формул; однако некоторое количество теории читателю вынужденно придется усвоить.

Фрагмент системы водоснабжения частного дома. Как любая другая инженерная система, эта нуждается в предварительных расчетах.

Особенности разводки коттеджа

Чем, собственно, система водоснабжения в частном доме проще, нежели в многоквартирном строении (разумеется, помимо общего количества сантехнических приборов)?

Принципиальных отличия два:

• На горячей воде, как правило, нет необходимости обеспечивать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.

При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети горячей воды заметно усложняется: трубам нужно пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся массы воды.

В нашем же случае расстояние от сантехприборов до бойлера, колонки или врезки в трассу достаточно мало, чтобы не уделять внимания скорости подачи ГВС к крану.

Важно: Тем, кто не сталкивался с циркуляционными схемами ГВС – в современных многоквартирных домах стояки горячего водоснабжения соединяются попарно. За счет разницы давлений на врезках, создаваемой подпорной шайбой, через стояки непрерывно циркулирует вода. Тем самым обеспечивается быстрая подача ГВС к смесителям и круглогодичный нагрев полотенцесушителей в ванных комнатах.

Полотенцесушитель нагревается за счет непрерывной циркуляции через стояки ГВС.

• Водопровод в частном доме разводится по тупиковой схеме, что подразумевает постоянную нагрузку на отдельные участки разводки. Для сравнения – расчет водопроводной кольцевой сети (позволяющей запитать каждый участок водопровода из двух и более источников) должен выполняться отдельно для каждой из возможных схем подключения.

Что считаем

1. Оценить расход воды при пиковом потреблении.
2. Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, способной обеспечить этот расход при приемлемой скорости потока.

Справка: максимальная скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, составляет около 1,5 м/с.

1. Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит подумать либо об увеличении диаметра трубопровода, либо об установке промежуточной подкачки.

Слабый напор на концевом смесителе едва ли порадует владельца.

Задачи сформулированы. Приступим.

Расход

Его можно приблизительно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических приборов. Данные при желании несложно найти в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.

Тип прибора	Расход холодной воды, л/с	Суммарный расход горячей и холодной воды, л/с
Кран для полива	0,3	0,3
Унитаз с краном	1,4	1,4
Унитаз с бачком	0,10	0,10
Душевая кабинка	0,08	0,12
Ванна	0,17	0,25
Мойка	0,08	0,12
Умывальник	0,08	0,12

В многоквартирных домах при расчете расхода используется коэффициент вероятности одновременного использования приборов. Нам достаточно просто просуммировать расход воды через приборы, которые могут использоваться одновременно. Скажем, мойка, душевая кабинка и унитаз дадут общий расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.

Расход воды через приборы, способные работать одновременно, суммируется.

Сечение

Расчет сечения трубы водопровода может быть выполнен двумя способами:

1. Подбором по таблице значений.
2. Расчетом по максимальной допустимой скорости потока.

Подбор по таблице

Собственно, таблица не требует каких-либо комментариев.

Условный проход трубы, мм	Расход, л/с
10	0,12
15	0,36
20	0,72
25	1,44
32	2,4
40	3,6
50	6

Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.

Обратите внимание: ДУ (условный проход) примерно равен внутреннему диаметру водогазопроводной трубы. У полимерных труб, маркирующихся внешним диаметром, внутренний отличается от него примерно на шаг: скажем, 40-миллиметровая полипропиленовая труба имеет внутренний диаметр около 32 мм.

Условный проход примерно равен внутреннему диаметру.

Расчет по скорости потока

Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него может быть выполнен с использованием двух простых формул:

1. Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
2. Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.

Первая формула имеет вид S = π r ^2. В ней:

• S – искомая площадь сечения.
• π – число “пи” (примерно 3,1415).
• r – радиус сечения (половина ДУ или внутреннего диаметра трубы).

Вторая формула выглядит как Q = VS, где:

• Q – расход;
• V – скорость потока;
• S – площадь сечения.

Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ – метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.

Давайте своими руками рассчитаем минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:

• Расход через нее составляет все те же 0,34 литра в секунду.
• Скорость потока, используемая в вычислениях – максимально допустимые 1,5 м/с.

1. Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
2. Площадь сечения согласно второй формулы должна быть не менее 0,00034/1,5=0,00027 м2.
3. Квадрат радиуса согласно первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
4. Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
5. Чтобы получить ДУ или внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Результат – 0,0184 метра, или 18 миллиметров. Как легко заметить, он близок к полученному первым способом, хоть и не совпадает с ним в точности.

Напор

Начнем с нескольких общих замечаний:

• Типичное давление в магистрали холодного водоснабжения составляет от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции или водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и ряда прочих факторов.
• Абсолютный минимум напора, который позволяет работать всем современным сантехническим приборам и использующей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, к примеру, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Датчик давления прибора срабатывает при напоре в 3 метра.

Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Небольшой запас компенсирует неучтенные потери в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Нам нужно вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. Если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров – наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. Если меньше – нужно либо увеличивать диаметр трубы, либо размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, явно превысит рост затрат на трубы из-за увеличения их диаметра на один шаг).

Так как же выполняется расчет напора в водопроводной сети?

Здесь действует формула H = iL(1+K), в которой:

• H – заветное значение падения напора.
• i – так называемый гидравлический уклон трубопровода.
• L – длина трубы.
• K – коэффициент, который определяется функциональностью водопровода.

Проще всего определить коэффициент К.

• 0,3 для хозяйственно-питьевого назначения.
• 0,2 для промышленного или пожарно-хозяйственного.
• 0,15 для пожарно-производственного.
• 0,10 для пожарного.

На фото – пожарный водопровод.

С измерением длины трубопровода или его участка тоже особых сложностей не возникает; а вот понятие гидравлического уклона требует отдельного разговора.

На его значение влияют следующие факторы:

1. Шероховатость стенок трубы, которая, в свою очередь, зависит от их материала и возраста. Пластики обладают более гладкой поверхностью по сравнению со сталью или чугуном; кроме того, стальные трубы со временем зарастают известковыми отложениями и ржавчиной.
2. Диаметр трубы. Здесь действует обратная зависимость: чем он меньше, тем большее сопротивление трубопровод оказывает движению воды в нем.
3. Скорость потока. С ее увеличением сопротивление тоже увеличивается.

Некоторое время назад приходилось дополнительно учитывать гидравлические потери на запорной арматуре; однако современные полнопроходные шаровые вентиля создают примерно такое же сопротивление, что и труба, поэтому ими можно смело пренебречь.

Открытый шаровый кран почти не оказывает сопротивления току воды.

Вычислить гидравлический уклон своими силами весьма проблематично, но, к счастью, в этом и нет необходимости: все необходимые значения можно найти в так называемых таблицах Шевелева.

Чтобы читатель представил себе, о чем идет речь, приведем небольшой фрагмент одной из таблиц для пластиковой трубы диаметром 20 мм.

Расход, л/с	Скорость потока, м/с	1000i
0,25	1,24	160,5
0,30	1,49	221,8
0,35	1,74	291,6
0,40	1,99	369,5

Что такое 1000i в крайнем правом столбике таблицы? Это всего лишь значение гидравлического уклона на 1000 погонных метров. Чтобы получить значение i для нашей формулы, его достаточно разделить на 1000.

Давайте вычислим падение напора в трубе диаметром 20 мм при ее длине, равной 25 метрам, и скорости потока в полтора метра в секунду.

1. Ищем соответствующие параметры в таблице. Согласно ее данным, 1000i для описанных условий равно 221,8; i = 221,8/1000=0,2218.

Таблицы Шевелева многократно переиздавались с момента первой публикации.

1. Подставляем все значения в формулу. H = 0,2218*25*(1+0,3) = 7,2085 метра. При давлении на входе водопровода в 2,5 атмосферы на выходе оно составит 2,5 – (7,2/10) = 1,78 кгс/см2, что более чем удовлетворительно.

Заключение

Подчеркнем еще раз: приведенные схемы расчетов предельно упрощены и не предназначены для профессиональных расчетов сложных систем. Однако их точность вполне приемлема для нужд владельцев частных домов.

Дополнительную информацию, как обычно, читателю предложит видео в этой статье. Успехов!

Оставить комментарий

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Расчет водоснабжения индивидуального дома

Поводом к написанию этой статьи послужило не только наступление лета, но и поступивший от нашего клиента вопрос, касающийся правильного расчета размера платы за коммунальную услугу холодного водоснабжения счастливым обладателям домовладений (жилых домов и огородов в частном секторе).

Вопрос заключается в том, каким образом осуществлять начисление платы за ХВС в поливочный сезон при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек (баня) при двух различных ситуациях:

если домовладение оборудовано одним индивидуальным прибором учета холодной воды, который измеряет весь объем ее потребления в доме, в бане и на полив, но этот счетчик вышел из строя,

если установлены счетчики холодной воды и на дом, и на полив, и на баню, но один их них вышел из строя.

По нашему мнению, для ответа на поставленный вопрос сначала следует разобраться с понятиями, используемыми в Правилах №354, в частности с понятием «домовладение» и «индивидуальный прибор учета».

Под домовладением в п. 2 Правил №354 понимается жилой дом (часть жилого дома) и примыкающие к нему и (или) отдельно стоящие на общем с жилым домом (частью жилого дома) земельном участке надворные постройки (гараж, баня (сауна, бассейн), теплица (зимний сад), помещения для содержания домашнего скота и птицы, иные объекты).

По мнению Департамента недвижимости, изложенному в Письме Минэкономразвития России от 09.03.2016 N ОГ-Д23-3023, домовладение следует рассматривать как комплекс, включающий в себя земельный участок, предоставленный для размещения и эксплуатации жилого дома, жилой дом и обслуживающие его вспомогательные строения.

Т.е. понятие домовладение является более широким, чем понятие жилой дом, и жилой дом входит в состав домовладения, наряду с иными объектами.

Обращаем также внимание, что виды жилых помещений перечислены в ч. 1 ст. 16 ЖК РФ и включают в себя следующие: жилой дом, часть жилого дома; квартира, часть квартиры; комната.

Приведенный перечень видов жилых помещений является закрытым и в него не входит домовладение.

Под индивидуальным прибором учета в п. 2 Правил №354 понимается средство измерения (совокупность средств измерения и дополнительного оборудования), устанавливаемое:

на одно жилое или нежилое помещение в многоквартирном доме (за исключением жилого помещения в коммунальной квартире),

на жилой дом (часть жилого дома) или домовладение при наличии технической возможности и используемое для определения объемов (количества) потребления коммунального ресурса в каждом из указанных помещений, жилом доме (части жилого дома) или домовладении.

Из приведенного положения следует, что учет потребления коммунального ресурса в отношении домовладения может быть организован следующим образом:

либо домовладение оборудовано ИПУ, который измеряет объем потребляемого коммунального ресурса в домовладении в целом (во всех входящих в его состав объектах, включая жилой дом и воду на полив),

либо домовладение не оборудовано ИПУ, а ИПУ установлен только в отношении жилого дома, входящего в состав домовладения.

В первой описываемой нашим клиентом ситуации речь идет о том, что ИПУ установлен на домовладение, т.е. измеряет весь объем воды, поступающей в это домовладение (в жилой дом, баню, на полив).

При этом отдельно жилой дом или иной объект, входящий в состав этого домовладения, не оборудован самостоятельным индивидуальным прибором учета.

Согласно п. 41 Правил №354, потребитель коммунальных услуг в домовладении вносит плату за коммунальные услуги, в составе которой оплачиваются коммунальные услуги, предоставленные потребителю в жилом помещении, а также коммунальные услуги, потребленные при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек.

В ч. 1 ст. 153 ЖК РФ указано, что граждане и организации обязаны своевременно и полностью вносить плату за жилое помещение и коммунальные услуги.

Ч. 1 ст. 157 ЖК РФ установлено, что размер платы за коммунальные услуги рассчитывается исходя из объема потребляемых коммунальных услуг, определяемого по показаниям приборов учета, а при их отсутствии исходя из нормативов потребления коммунальных услуг (в том числе нормативов накопления твердых коммунальных отходов), утверждаемых органами государственной власти субъектов Российской Федерации в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.

Возможность осуществлять расчет размера платы за коммунальную услугу не по приборам учета и не по нормативу потребления предусмотрена в п. 59 Правил №354 только в тех случаях и за те периоды, которые в нем указаны (п. 42 Правил №354).

В п. 59 Правил №354 содержится следующее положение: «Плата за коммунальную услугу, предоставленную потребителю в жилом или нежилом помещении за расчетный период, определяется исходя из рассчитанного среднемесячного объема потребления коммунального ресурса потребителем, определенного по показаниям индивидуального или общего (квартирного) прибора учета за период не менее 6 месяцев (для отопления — исходя из среднемесячного за отопительный период объема потребления в случаях, когда в соответствии с пунктом 42(1) настоящих Правил при определении размера платы за отопление используются показания индивидуального или общего (квартирного) прибора учета), а если период работы прибора учета составил меньше 6 месяцев, — то за фактический период работы прибора учета, но не менее 3 месяцев (для отопления — не менее 3 месяцев отопительного периода в случаях, когда в соответствии с пунктом 42(1) настоящих Правил при определении размера платы за отопление используются показания индивидуального или общего (квартирного) прибора учета), в следующих случаях и за указанные расчетные периоды:…»

Т.е. п. 59 Правил №354 о среднемесячном объеме потребленного коммунального ресурса, по нашему мнению, применяется только при расчете размера платы за коммунальную услугу, предоставленную потребителю в жилом или нежилом помещении и не применяется при расчете размера платы за коммунальную услугу, потребленную при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек.

Поскольку в рассматриваемой ситуации жилой дом в составе домовладения не был оборудован ИПУ, то в отношении потребленного в этом доме объема воды не может быть применен п. 59 Правил №354 о среднемесячном объеме, поскольку его не из чего рассчитать.

В связи с тем, что предоставленные в домовладение коммунальные услуги должны быть оплачены, иначе на стороне потребителя таких услуг возникнет неосновательное обогащение, мы считаем, что расчет платы за услугу холодного водоснабжения в случае выхода ИПУ домовладения из строя необходимо производить в соответствии с п. 42 (формула 4) и п. 49 Правил №354 (по формуле 22), т.е. с использованием нормативов потребления.

Во второй ситуации речь идет о том, что счетчики холодной воды установлены отдельно на жилой дом, на полив и на баню.

Согласно разъяснениям, приведенным в Письме Минстроя России от 01.07.2019 N 23537-СН/04, под индивидуальным прибором учета понимается такое средство измерения или совокупность средств измерений, которые обеспечивают учет всего объема коммунального ресурса, поставляемого в жилое или нежилое помещение многоквартирного дома.

Если счетчики, установленные на дом, на баню и на полив учитывают в совокупности весь объем коммунальной услуги ХВС, предоставляемой в домовладение, и такие приборы учета введены в эксплуатацию как индивидуальный прибор учета домовладения, то в этом случае, если руководствоваться разъяснениями, приведенными в названном Письме Минстроя России, «в случае, если одно из средств измерений, входящих в индивидуальный прибор учета, вышло из строя, либо у такого средства измерения истек срок эксплуатации, индивидуальный прибор учета считается вышедшим из строя и размер платы за коммунальную услугу определяется исходя из рассчитанного среднемесячного объема потребления коммунального ресурса, но не более 3 расчетных периодов подряд, а по истечении предельного количества расчетных периодов исходя из норматива потребления коммунальных услуг», можно сделать вывод, что при выходе из строя одного из счетчиков, входящих в состав ИПУ, весь этот ИПУ будет считаться вышедшим из строя.

При этом, как было отмечено выше, п. 59 Правил №354 не регулирует порядок расчета размера платы за коммунальную услугу, предоставленную при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек.

Следовательно, по нашему мнению, в отношении домовладения в этом случае (если рассматривать совокупность всех счетчиков как один ИПУ) должны применяться нормы Правил №354 о расчете размера платы по нормативу, т.е. в соответствии с п. 42 (формула 4) и п. 49 Правил №354 (по формуле 22).

Спор здесь может возникнуть в том случае, если потребитель не разделяет мнение Минстроя России о выходе из строя ИПУ в целом при выходе из строя одной из его составляющих, а также при выходе из строя средства измерения, по которому определялся объем коммунальной услуги, предоставленной в жилой дом, входящий в состав домовладения.

В этом случае потребитель может придерживаться мнения о том, что в отношении объема коммунальной услуги, потребленной им в доме, в первые 3 месяца после выхода из строя счетчика холодной воды на дом, в расчет должен приниматься среднемесячный объем потребления коммунальной услуги в жилом помещении (п. 42 Правил №354). Т.е. в этом случае потребитель будет исходить из того, что счетчик на дом отвечает признакам самостоятельного ИПУ на дом и при его выходе из строя расчет потребленной в доме холодной воды должен осуществляться по п. 59 Правил №354, т.е. исходя из среднемесячного объема.

Поскольку прямо соответствующие отношения в Правилах №354 не урегулированы, точку в соответствующем споре, вероятно, сможет поставить только суд.

На наш взгляд, особенностью расчета размера платы за коммунальные услуги для домовладения является то, что плата за них считается в этом случае как две составляющие:

плата за коммунальные услуги, предоставленные потребителю в жилом помещении,

плата за коммунальные услуги, потребленные при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек.

Для расчета первой составляющей платы допустимо использование среднемесячного объема потребления при выходе прибора учета из строя (в случае выхода из строя ИПУ жилого дома, входящего в состав домовладения), для расчета второй составляющей платы Правила №354 не предусматривают такого расчета по п. 59.

Если же домовладение в целом оборудовано одним ИПУ и он вышел из строя, то коммунальные услуги все равно должны быть оплачены. В отсутствие иных специальных норм, регулирующих эту ситуацию, считаем применимым к ней по аналогии п. 49 Правил №354 о расчете платы за коммунальную услугу, предоставленную при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек, по нормативу (на полив – по нормативу, действующему в период полива, продолжительность которого устанавливается уполномоченным органом).

А вообще, по-хорошему, все неурегулированные на нормативном уровне вопросы и взаимоотношения, должны быть согласованы сторонами договора, содержащего положения о предоставлении коммунальных услуг, который согласно п. 19, п. 20 Правил №354 должен включать порядок определения объема (количества) потребленного коммунального ресурса исходя из нормативов потребления коммунальных услуг, показаний приборов учета или иным указанным в Правилах №354 способом, а в случае отсутствия индивидуального прибора учета также:

сведения о направлениях потребления коммунальных услуг при использовании земельного участка и расположенных на нем надворных построек (освещение, приготовление пищи для людей, приготовление кормов для скота, отопление, подогрев воды, полив и т.д.);

виды и количество сельскохозяйственных животных и птиц (при наличии);

площадь земельного участка, не занятого жилым домом и надворными постройками;

режим водопотребления на полив земельного участка;

мощность применяемых устройств, с помощью которых осуществляется потребление коммунальных ресурсов.

Компания «Бурмистр.ру» оказывает юридические услуги управляющим компаниям и ТСЖ. Вся необходимая информация и заявка на юробслуживание здесь .