Как рассчитать пропускную способность трубы по диаметру и давлению
На расход влияет не одно давление. Важны ещё внутренний диаметр, длина трассы, подъём и давление, которое надо оставить у крана. Калькулятор считает так:
- Из давления в начале вычитает давление у крана и переводит разницу в метры водяного столба: 1 бар равен 10,2 м (ГОСТ 8.417-2002). Потом вычитает подъём.
- Делит остаток на длину трассы и добавляет 30 % на повороты, тройники и краны (СП 30.13330.2020, п. 8.28). Так получается потеря напора на 1 м.
- Подбирает скорость, при которой потеря выходит ровно такой. Для пластика по формуле Дарси-Вейсбаха с коэффициентом трения из СП 40-102-2000 (п. 3.5.2), для стали по формулам Шевелёва с учётом отложений.
- Умножает скорость на площадь круга внутри: Q = v × 3,14 × d² / 4.
- Если в конце 0 бар (вода льётся в бак или из открытого конца), часть напора уходит на разгон струи: v² / (2 × 9,81) метров. Калькулятор вычитает и её. На метре трубы при 3 бар это около 40 % напора.
Давление берите по манометру при открытой воде. В покое он покажет больше, а под расходом стрелка падает. 1 атм почти равна 1 бар, 1 МПа равен 10 бар.
Скорость воды в трубе: какая норма
Чем быстрее вода, тем громче шум. Поэтому для помещений с шумом 40 дБ и ниже свод правил задаёт скорость по приложению И (СП 30.13330.2020, п. 8.26). При сопротивлении узла подключения до 10 выходит так: с шаровыми кранами до 1,1 м/с при 25 дБ и до 1,5 м/с от 30 дБ, с вентилями 0,7, 1,2 и 1,5 м/с. Если у вас действует свой свод правил, сверьте пункт о скорости воды по нему.
Калькулятор показывает два расхода: сколько вода пройдёт при вашем давлении и сколько без шума, на допустимой скорости. Второй обычно меньше.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| 25 дБ, вентили: скорость воды, не больше | 0,7 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, знаменатель |
| 25 дБ, краны: скорость воды, не больше | 1,1 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, числитель |
| 30 дБ, вентили: скорость воды, не больше | 1,2 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, знаменатель |
| 30 дБ, краны: скорость воды, не больше | 1,5 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, числитель |
| 35 дБ, вентили: скорость воды, не больше | 1,5 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, знаменатель |
| 35 дБ, краны: скорость воды, не больше | 1,5 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, числитель |
| 40 дБ, вентили: скорость воды, не больше | 1,5 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, знаменатель |
| 40 дБ, краны: скорость воды, не больше | 1,5 м/с | СП 30.13330.2020, п. 8.26 б), прил. И, до 10, числитель |
| Давление у самого высокого прибора, не менее | 2 бар (0,2 МПа, 20 м) | СП 30.13330.2020, п. 8.21 |
| Смеситель мойки, умывальника или душевой кабины | 0,12 л/с | СП 30.13330.2020, табл. А.1 |
| Ванна со смесителем | 0,25 л/с | СП 30.13330.2020, табл. А.1 |
| Добавка на местные сопротивления (повороты, тройники, краны) | 0,3 (30 %) | СП 30.13330.2020, п. 8.28, kl для хоз-питьевых сетей жилых зданий |
| Шероховатость пластиковой трубы, Кэ | 0,01 мм | СП 40-102-2000, п. 3.5.2: не менее 0,00001 м |
| Вязкость воды при 10 °C | 1,3 мм²/с | Шевелёв, Таблицы для гидравлического расчёта, 1973, с. 3 |
| Сталь: внутренний диаметр уже на отложения | 1 мм | Шевелёв, Таблицы для гидравлического расчёта, 1973, с. 4 |
| 1 бар в метрах водяного столба | 10,197 м | ГОСТ 8.417-2002, табл. 7 и прил. В |
| PP-R SDR 6, 20 × 3,4: внутри | 13,2 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 6, 25 × 4,2: внутри | 16,6 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 6, 32 × 5,4: внутри | 21,2 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 6, 40 × 6,7: внутри | 26,6 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 6, 50 × 8,3: внутри | 33,4 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 6, 63 × 10,5: внутри | 42 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 7,4, 20 × 2,8: внутри | 14,4 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 7,4, 25 × 3,5: внутри | 18 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 7,4, 32 × 4,4: внутри | 23,2 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 7,4, 40 × 5,5: внутри | 29 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 7,4, 50 × 6,9: внутри | 36,2 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| PP-R SDR 7,4, 63 × 8,6: внутри | 45,8 мм | ГОСТ 32415-2013, инструкция КОНТУР |
| Металлопластик 16 × 2,0: внутри | 12 мм | паспорт VALTEC PEX-AL-PEX |
| Металлопластик 20 × 2,0: внутри | 16 мм | паспорт VALTEC PEX-AL-PEX |
| Металлопластик 26 × 3,0: внутри | 20 мм | паспорт VALTEC PEX-AL-PEX |
| Металлопластик 32 × 3,0: внутри | 26 мм | паспорт VALTEC PEX-AL-PEX |
| Металлопластик 40 × 3,5: внутри | 33 мм | паспорт VALTEC PEX-AL-PEX |
| PE-Xa, PE-RT 16 × 2,2: внутри | 11,6 мм | каталог КОНТУР G-RAY |
| PE-Xa, PE-RT 20 × 2,8: внутри | 14,4 мм | каталог КОНТУР G-RAY |
| PE-Xa, PE-RT 25 × 3,5: внутри | 18 мм | каталог КОНТУР G-RAY |
| PE-Xa, PE-RT 32 × 4,4: внутри | 23,2 мм | каталог КОНТУР G-RAY |
| Сталь Ду 15, 21,3 × 2,8: внутри | 15,7 мм | ГОСТ 3262-75, табл. 1, обыкновенные |
| Сталь Ду 20, 26,8 × 2,8: внутри | 21,2 мм | ГОСТ 3262-75, табл. 1, обыкновенные |
| Сталь Ду 25, 33,5 × 3,2: внутри | 27,1 мм | ГОСТ 3262-75, табл. 1, обыкновенные |
| Сталь Ду 32, 42,3 × 3,2: внутри | 35,9 мм | ГОСТ 3262-75, табл. 1, обыкновенные |
| Сталь Ду 40, 48,0 × 3,5: внутри | 41 мм | ГОСТ 3262-75, табл. 1, обыкновенные |
| Сталь Ду 50, 60,0 × 3,5: внутри | 53 мм | ГОСТ 3262-75, табл. 1, обыкновенные |
Пример расчёта
Ввод в дом трубой PP-R 25 × 4,2, внутри 16,6 мм. Манометр в начале показывает 3 бар, у крана оставляем 2 бар (СП 30.13330.2020, п. 8.21), трасса 15 м без подъёма. На трассу остаётся 1 бар, это 10,2 м. Потеря на метр 10,2 / (15 × 1,3) = 0,52 м. Такая потеря выходит при скорости 2,57 м/с. Расход 2,57 × 3,14 × 0,0166² / 4 = 0,556 л/с, это 33,4 л/мин или 2 м³/ч. Но при 30 дБ с кранами можно только 1,5 м/с, и без шума пройдёт 19,5 л/мин.
Таблица пропускной способности труб: полипропилен, металлопластик, сталь
Расход при скорости 1,5 м/с, верхней границе нормы. У стали внутренний диаметр взят на 1 мм меньше, как в таблицах Шевелёва для труб в работе.
| Размер | Внутри, мм | л/мин | м³/ч |
|---|---|---|---|
| PP-R 20 × 3,4 | 13,2 | 12,3 | 0,74 |
| PP-R 25 × 4,2 | 16,6 | 19,5 | 1,17 |
| PP-R 32 × 5,4 | 21,2 | 31,8 | 1,91 |
| PP-R 40 × 6,7 | 26,6 | 50,0 | 3,00 |
| PP-R 50 × 8,3 | 33,4 | 78,9 | 4,73 |
| Металлопластик 16 × 2,0 | 12,0 | 10,2 | 0,61 |
| Металлопластик 20 × 2,0 | 16,0 | 18,1 | 1,09 |
| Металлопластик 26 × 3,0 | 20,0 | 28,3 | 1,70 |
| Сшитый полиэтилен 16 × 2,2 | 11,6 | 9,5 | 0,57 |
| Сшитый полиэтилен 20 × 2,8 | 14,4 | 14,7 | 0,88 |
| Сшитый полиэтилен 25 × 3,5 | 18,0 | 22,9 | 1,37 |
| Сшитый полиэтилен 32 × 4,4 | 23,2 | 38,0 | 2,28 |
| Сталь Ду 15 (1/2″) | 14,7 | 15,3 | 0,92 |
| Сталь Ду 20 (3/4″) | 20,2 | 28,8 | 1,73 |
| Сталь Ду 25 (1″) | 26,1 | 48,2 | 2,89 |
На трубе пишут наружный диаметр и стенку. У полипропилена 20 мм вода идёт по каналу 13,2 мм, поэтому он пропускает меньше металлопластика того же наружного размера.
Расход воды по диаметру трубы и давлению
Полипропилен SDR 6, трасса 10 м без подъёма, у крана остаётся 1 бар:
| Давление в начале | PP-R 20, л/мин | PP-R 25, л/мин | PP-R 32, л/мин |
|---|---|---|---|
| 2 бар | 22,5 | 41,7 | 80,3 |
| 3 бар | 32,9 | 60,8 | 116,8 |
| 4 бар | 41,0 | 75,6 | 145,3 |
Когда на трассу приходится 2 бар вместо 1, расход растёт только в 1,4–1,5 раза: потери растут почти как квадрат скорости. Скорость во всех клетках таблицы выше 1,5 м/с, будет шумно. Сталь 1/2″ на тех же 10 м при 3 бар в начале пропустит 25,1 л/мин со скоростью 2,47 м/с.
Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения дома и квартиры
Сначала прикиньте, сколько воды берут одновременно. Смеситель мойки или душевая кабина по СП 30.13330 (табл. А.1) берут 0,12 л/с, это 7,2 л/мин, ванна со смесителем 0,25 л/с, это 15 л/мин. Все точки сразу не открывают. Для семьи из четырёх человек с ванной правила дают на вводе около 0,39 л/с (23,4 л/мин), в частном доме и в квартире одинаково. При 30 дБ и шаровых кранах (до 1,5 м/с) такой расход пропустят PP-R 32 × 5,4, металлопластик 26 × 3,0 или сталь Ду 20. Сшитый полиэтилен 25 × 3,5 без шума даёт 22,9 л/мин, чуть меньше нужного, поэтому на ввод берут 32 × 4,4. С вентилями при 30 дБ скорость ниже, 1,2 м/с, и металлопластика 26 уже мало.
Подводка к одному прибору тоньше. PP-R 20 без шума даёт 12,3 л/мин: на мойку хватает, на ванну (15 л/мин) нет, к ней тянут PP-R 25. Точнее подбор по числу жильцов делает калькулятор диаметра трубы.
Где ошибаются при расчёте
- Берут давление в покое. Насос и городская сеть под расходом дают меньше, расход выйдет завышенным.
- Забывают про подъём. Каждые 10 м вверх съедают почти 1 бар.
- Считают по наружному диаметру. У пластика канал заметно меньше маркировки.
- Не оставляют давление у крана. Если ничего не оставить, расход получится для открытого конца, а смеситель так работать не будет.
Проверить расход без счётчика просто: откройте кран полностью, подставьте ведро на 10 л и засеките время. Литры × 60 / секунды дают л/мин. Ведро за 40 секунд значит 15 л/мин.
Старая сталь зарастает и пропускает меньше новой. Такую трассу проверьте манометром у дальнего крана до того, как менять смесители и бойлер.
Когда расход посчитан до покупки, разводку не переделывают из-за слабого напора на втором этаже. Сколько стоит такая разводка в вашем городе, видно по сметам компаний на портале ещё до звонка мастеру. А если смету делает компания в программе RemontCRM, цену в ней вы фиксируете сами до начала работ.