Hydraulische berechnung von sanitärinstallationen: einfache

Wie ist die hydraulische Berechnung des Wasserversorgungssystems? Welche Parameter müssen berechnet werden? Gibt es einfache Berechnungsschemata für einen Anfänger? Sofort reservieren: Dieses Material richtet sich in erster Linie an Besitzer von kleinen Privathäusern; Dementsprechend müssen Parameter wie die Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Einsatzes aller Sanitärgeräte im Gebäude nicht ermittelt werden.

Was wird berechnet?

Die hydraulische Berechnung der Brauchwasserversorgung reduziert sich auf die Definition der folgenden Parameter:

1. Geschätzter Wasserverbrauch in bestimmten Abschnitten der Wasserversorgung.
2. Wasserdurchflussraten in Rohren.

Hinweis: Für Hausinstallationen gelten Geschwindigkeiten von 0,7 bis 1,5 m / s als Norm. Für die Löschwasserversorgung sind Geschwindigkeiten bis 3 m / s zulässig.

1. Der optimale Durchmesser der Wasserversorgung gewährleistet einen akzeptablen Druckabfall. Alternativ kann der Druckverlust mit einem bekannten Durchmesser jedes Abschnitts bestimmt werden. Wenn unter Berücksichtigung des Druckverlusts bei Sanitärgeräten weniger als normalisiert wird, muss das lokale Wasserversorgungsnetz Paging installieren.

Wasserstrom

Die Standards für den Wasserverbrauch einzelner Wasserinstallationsgeräte sind in einem der Anhänge zu SNiP 2.04.01-85 zu finden, der den Bau von internen Wasserversorgungs- und Abwassernetzen regelt. Wir geben einen Teil der entsprechenden Tabelle an.

Bei der angeblichen gleichzeitigen Verwendung mehrerer Sanitärarmaturen wird der Verbrauch summiert. Wenn also gleichzeitig mit einer Toilette im ersten Stock gearbeitet wird, ist zu erwarten, dass die Duschkabine im zweiten Stock funktioniert - es ist logisch, Wasser durch beide Sanitärgeräte zuzuführen: 0,10 + 0,12 = 0,22 l / s.

Sonderfall

Für Löschwasserleitungen gilt eine Durchflussmenge von 2,5 l / Schlaf pro Strahl. In diesem Fall wird die geschätzte Anzahl von Düsen pro Hydrant während der Brandbekämpfung ziemlich vorhersagbar von der Art des Gebäudes und seiner Fläche bestimmt.

Durchflussmenge

Angenommen, unsere Aufgabe besteht in der hydraulischen Berechnung eines Wasserversorgungsnetzes mit einem bekannten Spitzendurchfluss. Wir müssen den Durchmesser bestimmen, der eine akzeptable Strömungsgeschwindigkeit durch die Rohrleitung gewährleistet (Rückruf 0,7-1,5 m / s).

Formeln

Der Wasserfluss, die Strömungsgeschwindigkeit und die Größe der Pipeline sind durch die folgende Abfolge von Formeln miteinander verbunden:

S =? r ^ 2, wobei:

• S ist die Querschnittsfläche des Rohres in Quadratmetern;
• ? - die Anzahl von pi gleich 3,1415;
• r ist der Radius des inneren Abschnitts in Metern.

Nützlich: Für Stahl- und Gussrohre wird normalerweise angenommen, dass der Radius der Hälfte ihres DN entspricht (bedingter Durchgang). Bei den meisten Kunststoffrohren ist der Innendurchmesser eine Stufe kleiner als der nominelle Außendurchmesser: Für ein Polypropylenrohr mit einem Außendurchmesser von 40 mm beträgt der Innendurchmesser etwa 32 mm.

Q = VS, wobei:

• Q - Wasserverbrauch (m3);
• V - Wasserdurchflussrate (m / s);
• S ist die Querschnittsfläche in Quadratmetern.

Beispiel

Lassen Sie uns die hydraulische Berechnung einer Einstrahl-Feuerleitung mit einer Durchflussmenge von 2,5 l / s durchführen.

Wie wir bereits festgestellt haben, ist die Geschwindigkeit des Wasserflusses in diesem Fall auf m / s begrenzt.

1. Wir berechnen die Flussrate in SI-Einheiten neu: 2,5 l / s = 0,0025 m3 / s.
2. Mit der zweiten Formel berechnen wir die minimale Querschnittsfläche. Bei einer Geschwindigkeit von 3 m / s entspricht dies 0,0025 / 3 = 0,00083 m3.
3. Berechnen Sie den Radius des inneren Abschnitts der Rohrleitung: r ^ 2 = 0.00083 / 3.1415 = 0.000264; r = 0,016 m
4. Der Innendurchmesser der Rohrleitung muss daher mindestens 0,016 x 2 = 0,032 m oder 32 Millimeter betragen. Dies entspricht den Parametern des Stahlrohrs DU32.

Bitte beachten Sie: Wenn Sie Zwischenwerte zwischen Standardrohrgrößen erhalten, wird die Rundung nach oben ausgeführt. Der Preis von Rohren mit unterschiedlichem Durchmesser unterscheidet sich nicht zu sehr. Eine Verringerung des Durchmessers um 20% führt zu einer fast anderthalbfachen Verringerung der Kapazität des Aquädukts.

Einfache Durchmesserberechnung

Für eine schnelle Berechnung kann die folgende Tabelle verwendet werden, die den Fluss durch die Pipeline direkt mit seiner Größe in Beziehung setzt.

Kopfverlust

Formeln

Anweisungen zum Berechnen des Druckverlusts in einem Abschnitt mit bekannter Länge sind ziemlich einfach, setzen jedoch die Kenntnis einer großen Anzahl von Variablen voraus. Glücklicherweise können sie auf Wunsch in Nachschlagewerken gefunden werden.

Die Formel hat die Form H = iL (1 + K).

Darin:

• H ist der gewünschte Wert für den Kopfverlust in Metern.

Referenz: Ein Überdruck von 1 Atmosphäre (1 kgf / cm2) bei Atmosphärendruck entspricht einer Wassersäule von 10 Metern. Um einen Druckabfall von 10 Metern auszugleichen, muss der Druck am Einlass des Wasserverteilungsnetzes um 1 kgf / cm2 erhöht werden.

• i - hydraulische Steigung der Rohrleitung.
• L ist seine Länge in Metern.
• K-Koeffizient abhängig vom Zweck des Netzwerks.

Einige Elemente der Formel erfordern eindeutig Kommentare.

Am einfachsten geht es mit dem Koeffizienten K. Seine Werte sind in der bereits erwähnten SNiP-Nummer 2.04.01-85 festgelegt:

Das Konzept der hydraulischen Neigung ist jedoch viel komplizierter. Sie spiegelt den Widerstand wider, den das Rohr gegen die Bewegung von Wasser hat.

Die hydraulische Steigung hängt von drei Parametern ab:

1. Flussraten Je höher sie ist, desto größer ist der hydraulische Widerstand der Rohrleitung.
2. Der Durchmesser des Rohrs. Hier ist das Verhältnis umgekehrt: Eine Verringerung des Querschnitts führt zu einem Anstieg des hydraulischen Widerstands.
3. Die Rauheit der Wände. Dies hängt wiederum vom Rohrmaterial ab (Stahl hat eine weniger glatte Oberfläche als Polypropylen oder HDPE) und in manchen Fällen auch vom Alter des Rohres (Rost- und Kalkablagerungen erhöhen die Rauheit).

Glücklicherweise wird das Problem der Bestimmung der hydraulischen Steigung durch die Tabelle der hydraulischen Berechnung der Wasserleitungen (Shevelev-Tabelle) vollständig gelöst. Es liefert Werte für verschiedene Materialien, Durchmesser und Durchflussraten. Außerdem enthält die Tabelle Korrekturfaktoren für alte Rohre.

Zur Klarstellung: Alterskorrekturen sind nicht für alle Arten von Polymerpipelines erforderlich. Metall-Kunststoff, Polypropylen, glattes und vernetztes Polyethylen verändern die Struktur der Oberfläche während der gesamten Betriebsdauer nicht.

Die Größe der Shevelev-Tabellen macht es unmöglich, sie vollständig zu veröffentlichen. Zur Information präsentieren wir jedoch einen kurzen Auszug daraus.

Hier sind die Referenzdaten für ein Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 16 mm.

Bei der Berechnung des Druckabfalls muss berücksichtigt werden, dass die meisten Sanitärgeräte für den Normalbetrieb einen gewissen Überdruck erfordern. Vor dreißig Jahren liefert SNiP Daten für veraltete Rohrleitungen. Modernere Modelle von Haushalts- und Sanitärgeräten erfordern für den Normalbetrieb einen Überdruck von mindestens 0,3 kg / cm (3 m Kopf).

In der Praxis ist es jedoch besser, einen etwas höheren Überdruck - 0,5 kgf / cm2 - in die Berechnung einzubeziehen. Die Reserve wird benötigt, um unberücksichtigte Verluste an den Versorgungsleitungen zu den Instrumenten und den eigenen hydraulischen Widerstand auszugleichen.

Beispiele

Wir geben ein Beispiel für die hydraulische Berechnung des Wasserversorgungssystems von Hand.

Angenommen, wir müssen den Druckverlust in einer Haushaltswasserleitung aus Kunststoff mit einem Durchmesser von 15 mm, einer Länge von 28 Metern und einer maximal zulässigen Wasserdurchflussmenge von 1,5 m / s berechnen.

1. Die hydraulische Neigung für eine Länge von 1000 Metern beträgt 319,8. Da in der Formel zur Berechnung des Druckabfalls nicht 1000i verwendet wird, sollte dieser Wert durch 1000 geteilt werden: 319,8 / 1000 = 0,3198.
2. Der Koeffizient K für die Trinkwasserversorgung beträgt 0,3.
3. Die gesamte Formel hat die Form H = 0,3198 × 28 × (1 + 0,3) = 11,64 Meter.

Somit haben wir am Ende der Sanitärvorrichtung einen Überdruck von 0,5 Atmosphären bei einem Druck in der Hauptwasserleitung von 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm². Die Bedingung ist durchaus machbar: Der Druck in der Leitung ist normalerweise nicht niedriger als 2,5 bis 3 Atmosphären.

Übrigens: Die Prüfung der Pipeline während der Inbetriebnahme erfolgt durch Druck, mindestens gleich dem Arbeiter mit einem Koeffizienten von 1,3. Bei der hydraulischen Prüfung eines Wasserversorgungssystems muss sowohl die Dauer als auch der Prüfdruck berücksichtigt werden.

Und jetzt machen wir die umgekehrte Berechnung: Wir bestimmen den Mindestdurchmesser des Kunststoffrohrs, der am Endmischer einen akzeptablen Druck liefert, unter folgenden Bedingungen:

• Der Druck in der Autobahn beträgt 2,5 Atmosphären.
• Die Länge der Pipeline bis zum Ende des Mischers beträgt 144 Meter.
• Durchmesserübergänge fehlen: Die gesamte Brauchwasserversorgung wird in der gleichen Größe montiert.
• Der Wasserverbrauch liegt bei 0,2 Litern pro Sekunde.

Also lass uns anfangen.

1. Der zulässige Druckverlust beträgt 2,5-0,5 = 2 Atmosphären, was einem Druck von 20 Metern entspricht.
2. Der Koeffizient K beträgt in diesem Fall 0,3.
3. Die Formel hat somit die Form 20 = ix144x (1 + 0,3). Eine einfache Berechnung ergibt den Wert von i bei 0,106. 1000i wird gleich 106 sein.
4. Der nächste Schritt ist eine Suche in der Shevelev-Durchmessertabelle, die 1000i = 106 bei der erforderlichen Flussrate entspricht. Der nächste Wert - 108,1 - entspricht dem Durchmesser des Polymerrohrs von 20 mm.

Fazit

Wir hoffen, dass wir den angesehenen Leser nicht mit einem Übermaß an Zahlen und Formeln überschreiten konnten. Wie bereits erwähnt, haben wir extrem einfache Berechnungsschemata angegeben. Fachleute sind gezwungen, viel komplexere Lösungen zu verwenden. Wie üblich finden Sie weitere thematische Informationen in dem Video in diesem Artikel. Erfolge!