Что такое свободный напор

Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Свежие номера

Сегодня, 18 декабря

Ближайшие мероприятия

Свободный напор водоразборной арматуры, или «Предъявите паспорт»

Автор:

В. И. Воронова, руководитель отдела проектирования ООО «НВК-Холдинг» (ГК «ГорКапстрой»)

— С чего начинает проект любой проектировщик систем водоснабжения и водоотведения?

— С подсчета требуемого напора на систему водоснабжения.

Согласно Постановлению РФ № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию», в пункте «е» в проектной документации на раздел внутренних систем водоснабжения в текстовой части пояснительной записки необходимо предоставить сведения о фактическом и требуемом напоре во внутренней сети водоснабжения, проектных решениях и инженерном оборудовании, обеспечивающих создание требуемого напора воды.

Основной документ, по которому в настоящее время производится расчет систем ВК в нашей стране, это СП 30.13330.2012 (2016) Внутренние системы водоснабжения и канализации. Причем СП 30.13330.2012 все еще внесен в список обязательных к исполнению документов (см. Постановление РФ № 1521), а СП 30.13330.2016 является действующим и присутствует в списке добровольных к применению документов (см. Приказ Росстандарта № 365 «Об утверждении перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»).

Нормативная нестыковка на данный момент решается проектными организациями следующим образом: обязательный список — выполнить обязательно, а вот добровольный, при необходимости, записывается в техническое задание и/или задание на проектирование заказчиком, после чего проектировщики имеют право им пользоваться без страха и риска, не пренебрегая обязательным к исполнению документом.

Зная все технологические элементы и санитарные приборы своей системы, проектировщик начинает расчет строго по нормативным документам. Как уже говорилось ранее, один из пунктов пояснительной записки должен содержать сведения о напорах, для этого нужно выполнить гидравлический расчет. Гидравлический расчет водопроводов холодной и горячей воды включает подбор диаметров подающих (циркуляционных/обратных) трубопроводов, кольцующих перемычек, тупиковых сетей и стояков, потерь давления и установления свободного напора у точек водоразбора.

где Hgeom — геометрическая высота подачи воды, от оси насоса до наиболее высоко расположенного водоразборного прибора, м;

— сумма потерь давления в сети водопровода холодной или горячей воды (в узле ввода, счетчиках, оборудовании, арматуре трубопроводов) по диктующему направлению до наиболее высоко расположенного водоразборного прибора, м вод. ст.;

Hf — — свободный напор (давление на изливе) санитарно-технического прибора, принятый по паспорту производителя или по таблице А.1, м вод. ст.;

Hg — наименьшее гарантированное давление в наружной водопроводной сети на вводе в здание, м вод.ст.

1,2 — коэффициент запаса.

Все было бы совершенно просто, кроме одного постоянно возникающего у проектировщиков вопроса: что делать со свободным напором на диктующий сантехнический прибор в системе водоснабжения?

Напомню, что диктующий прибор — это наиболее высокорасположенный и наиболее удаленный прибор по проложенной трассе трубопроводов от источника водоснабжения.

В СП 30.13330.2012, в пункте 5.2.10, говорится: «Гидростатическое давление в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора должно быть не более 0,45 МПа (для зданий, проектируемых в сложившейся застройке не более 0,6 МПа), на отметке наиболее высоко расположенных приборов — по паспортным данным этих приборов, а при отсутствии таких данных не менее 0,2 МПа». То есть выходит, что не менее 20 м вод. ст. Бывает, что с данным значением эксперт или технадзор, или главный инженер проекта, или даже монтажники не согласны, но с нормами не поспоришь. И если уж минимальный гарантированный напор наружной сети, к примеру, всего 15 м вод. ст., то тут, как не крути, но даже ради одного крана на уровне первого этажа, на который нет никаких паспортных данных, придется ставить насосную установку.

Любопытный факт, но в СТО 02494733 5.2-01-2006 в разделе 10 указано, что свободный напор перед водоразборной арматурой принимается равным не менее 7,5 м вод. ст. (перед водонагревателями в квартирах — не менее 15 м вод. ст.). Не все проектировщики знают о существовании данного документа, как правило, удивляются этим сведениям, называя их сомнительными.

Если диктующий прибор — это технологическое оборудование или оборудование системы вентиляции и кондиционирования, то задача решена наполовину. Запросите эту характеристику у своих коллег, которые выдали задание на специфическое оборудование.

Если же это известный прибор, например, водоразборная арматура, смеситель на раковине, тут все не так просто, как кажется на первый взгляд. СП 30.13330.2016 ссылается в своем документе на таблицу А.1, но, посмотрев в это приложение, проектировщик не находит никакого упоминания про свободный напор. В старом добром СНиП 2.04.01-85 в приложении № 2 данная колонка присутствовала для каждого конкретного прибора (смесителя, крана, душа и т. д.).

Таблица 1.1. Расходы воды и стоков санитарными приборами

(выкопировка из СНиП 2.04.01-85*)

Рис. 1. Пример паспорта на смеситель некоторого российского производителя

Напор, как видно из таблицы 1.1, никогда не превышал 5 метров. Эти самые 5 метров водного столба всегда и брали в подсчетах гидравлики, лишь изредка, перестраховывая себя и свои решения, проектировщик брал 10 м вод. ст. для высотных зданий, убеждая себя и экспертов, что этого вполне достаточно. Но, как показывает практика, у всех мнения разные.

Хотела бы обратить внимание на примечание в этой таблице про смесители с аэраторами, где следует брать свободный напор не менее 5 м. Вот опять же возникает пара вопросов:

1 — Не менее 5 м, значит, можно брать и больше?

2 — И если можно или даже нужно брать больше, то насколько? 10 м? 20 м? 50 м?

Совсем недавно вышло долгожданное методическое пособие по определению расчетных расходов воды и стоков в системе водоснабжения и канализации зданий и сооружений, в нем мы наблюдаем приложение А, таблицу А.1, примечание: «На водоразборных кранах и смесителях свободный напор следует принимать по техническим характеристикам, указанным в паспорте, или по ГОСТ 19681-2016, но не менее 10 м».

Рис. 2. Пример паспорта иностранного производства

Первое — это паспортные данные на водоразборную арматуру, подчеркну — на конкретную, применяемую в данном проекте арматуру.

Паспорт изделия должен соответствовать ГОСТ 2.610, в нем указывают:

— основные сведения об изделии (наименование предприятия-изготовителя, его товарный знак и адрес, назначение изделия и условное обозначение, рисунок изделия с основными конструкторскими параметрами, основные виды неисправности и способы их устранения);

— технические данные (группа по герметичности, размер присоединительных резьб и резьб запорных элементов, диапазон рабочих температур, максимальное и минимальное рабочие давления, расход воды, правила монтажа и эксплуатации, материалы основных деталей, вид покрытия, масса);

— ресурс, сроки службы и хранения и гарантии изготовителя (поставщика);

— свидетельство о приемке;

— дата выпуска или отгрузки.

Рис. 3. Пример паспорта производства по ГОСТ 19681-94 (ныне действует 19681-2016)

Приведем примеры нескольких паспортов.

Так, в паспорте смесителя некоторого российского производства (не будем раскрывать его название) упоминается минимальное давление воды, но никак не требуемый свободный напор на изливе, и составляет он 0,5 бара, то есть 5 м вод. ст., а оптимальные потребности до 50 м вод. ст. При этом нет к этому давлению своих расчетных расходов, что вызывает соответствующие вопросы со стороны проектировщиков.

Обратимся к иностранной арматуре. В паспорте указано, что показатель давления воды обязательно должен быть не менее 0,3 Мпа, или 30 м вод. ст., что явно больше указанных ранее в СТО, СНиП 3–5 м или даже 20 м вод. ст., указанных в СП 2012 года при отсутствии паспорта на сантехнический прибор.

Кстати, действующий сейчас ГОСТ 19681-2016 упоминает в примечании, что расходы воды при рабочем давлении 0,3 МПа являются справочными и используются при сравнении отечественной арматуры с зарубежными образцами. Но о расходах поговорим далее.

Обратимся к «советским» смесителям по ГОСТу, их производства в России никто не отменял. Что пишут там?

Тут наконец-то упоминается термин «рабочее давление 0,05 Мпа», то есть те же 5 м. вод. ст., но вот расход составляет всего 0,07 л/с.

Требования наших норм говорит нам, что общий секундный расход на излив с аэратором равен 0,12 л/с для умывальников, рукомойников со смесителями, в том числе из него по 0,09 л/с на холодную и столько же на горячую воду.

Значит, этого «минимального рабочего» давления, если обратиться к действующему нормативу, мало, так как недостаточно расхода. Да и по старому СНиПу этого расхода тоже не хватает, хотя свободный напор ранее принимался равным 5 м, а то и меньше.

Вопрос: где оптимальное давление на прибор?

Обратимся к пропорции:

Можем ли мы утверждать, что именно 0,086 МПа на приборе в качестве свободного напора может нас обеспечить из этой водоразборной арматуры нормативным расходом в 0,12 л/с?

Судя по пропорции, можем, только зависимость данная не в пропорции, а в опытных данных. Многие органы экспертизы, да и сами проектировщики, не сильно задаваясь вопросами о предлагаемых данных, рассчитывают на понравившееся число из паспорта, как, например, на иностранную арматуру — 0,3МПа.

Понятие «рабочее давление» находим в ГОСТе на арматуру.

Аналогично там же находится объяснение, что арматура должна обеспечивать расходы, как в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Расходы арматуры по ГОСТ 19681-2016

Список арматуры не такой многовариантный, как в методическом пособии, см. таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Расчетные расходы воды и стоков для санитарно-технических приборов (выкопировка из методики расчета по СП 30.13330.2016)

Сравниваем две таблицы. Например, у нас смеситель для ванны (в т. ч. общий для ванны и умывальника), нормативный расход по таблице 1.3. на излив с аэратором равен 0,12 л/с.

Такой расход, судя по таблице 1.2, может обеспечить арматура по ГОСТу с напором в 5 метров — не меньше и не больше. А вот на душевую сетку уже не обеспечит, так как нам нужен расход 0,12 л/с, а при напоре в 0,05 МПа мы можем получить только 0,08 л/с. Увеличим напор до 7,5 м и получим требуемый нормами расход. Только вот в методическом пособии на СП 30.13330.2016 вспоминаем, есть примечание — напор не менее 10 м.

Далее, сравнив краны на писсуары, получим неприятную правду: нормативный расход в 0,2 л/с мы можем получить только путем давления на него в 0,3 МПа.

Резюмирую небольшой экскурс в нормативную базу со всеми вытекающими последствиями.

Первое, что касается наших строительных норм. Да, сейчас СП на внутренние сети водоснабжения и водоотведения значительно преобразовались, улучшились и дополнились важной информацией. Но есть, как я считаю лично, одно серьезное упущение — это колонка с нормативными свободными напорами на каждую водоразборную арматуру. Это можно прописать более логично. Например, при использовании арматуры по ГОСТ 19681-2016 напоры следующие, при применении другой арматуры пользуйтесь паспортными данными.

Второе, большой разброс в данных и нет четкого определения в паспортах на арматуру. Такие термины, как «минимальное рабочее давление», «показатель давления воды», «оптимальное давление воды», это тонкости перевода и непонимание того, что требуется проектировщику. Однозначно, что не со всеми данными в паспортах можно работать.

Третье, к сожалению, использование свободного напора менее 10 м в СП 30.13330.2016 уже запрещено (согласно методическому пособию). Это порой чревато установкой дополнительных повышающих насосов, так как наружная сеть может не обеспечить требуемого давления. Отсюда лишние затраты, обслуживание, эксплуатация оборудования и арматуры. Опять же возвращаемся к теме энерго- и ресурсосбережения.

Это сугубо мое личное мнение, которое базируется на упрощении работы не только проектировщикам.

Хотелось бы порекомендовать в будущем разработчикам строительных норм внимательнее отнестись к данному вопросу. Ведь, что касается свободных напоров для систем внутреннего противопожарного водопровода, эта тема раскрыта предельно понятно для проектировщиков. Есть четкая зависимость от длины рукава, диаметра самого крана, высоты компактной струи и т. д. Когда же мы пытаемся рассчитать свободный напор на куда более понятный и безобидный сантехнический прибор, у проектировщиков возникают тысячи вопросов. Многие берут данные «из головы», «по опыту», «кажется, так я уже делал, и все было успешно», «если что, эксперт исправит», но это все заблуждения.

Источник

Подробно о давлении воды в трубах

В чем измеряется и как его проверить самостоятельно? На эти и некоторые другие вопросы постараемся дать ответы, — это поможет лучше контролировать благополучие своей квартиры и улучшить ее комфорт.

Что это такое?

Чтобы водопровод исправно функционировал, службы водоканала постоянно поддерживают в нем определенное давление.

Напор измеряется физической величиной, равной силе воздействия воды на стенки трубопровода.

С помощью него от водоснабжения добиваются такого состояния, при котором он будет полноценно функционировать без риска наступления аварийных ситуаций:

Обозначение напора в трубопроводе

Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:

Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.

Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:

Зависимость скорости от напора

В водоснабжении существует одна весьма важна взаимосвязь – зависимость давления от скорости воды в трубопроводе. Данное свойство подробно описано в физическом законе Бернулли. Подробно рассматривать его мы не будем, но укажем лишь на его суть — при увеличении скорости течения воды её давление в трубе снижается.

Так вышло, что не все сантехнические приборы рассчитаны на эксплуатацию при высоком напоре, в большинстве случаев они ограничены 5-6 атмосферами, — иначе повышенных износ и преждевременный выход из строя.

В центральных магистралях этот показатель значительно выше – может достигать 15 атмосфер, а потому для его снижения при подключении внутренних систем используют трубы меньшего диаметра.

Какая мощность в системе ГВС и ХВС?

Давление воды в многоэтажных домах, подключенных к центральной водопроводной сети, не постоянно.

Оно зависит от таких факторов, как этажность дома или время года, — так в летний сезон, особенно в многоэтажных домах становиться особо ощутима нехватка холодной воды, которая в это время идет на полив придомовых или приусадебных участков.

Муниципальные службы на практике стараются держать уровень на средних показателях в 3-4 атмосферы, правда, не всегда успешно. Минимальные показатели, при котором трубопровод дома может функционировать (и для ХВС, и для ГВС), составляют 0.3 бара на один этаж.

Объясняется это просто – холодная вода используется активней, поскольку нужна для функционирования канализации. Поэтому максимальные показатели для ХВС будут 6 атмосфер, а для ГВС – 4.5 атмосферы.

Какие показатели считаются нормой (по ГОСТу, СНиП)?

Водоснабжение регулируется следующими нормативным актами:

В соответствии с этими документами свободный напор в водопроводной сети на вводе в здание напрямую зависит от его этажности, — для одноэтажных построек этот показатель приравнивается к 1 атмосфере, что соответствует 10-ти метрам водонапора.

В многоэтажных домах это значение увеличивается на 4 метра на каждый этаж здания. В ночное время входящее давление может быть снижено до отметки в 3 метра.

Давление холодной воды должно находиться в пределах от 0.3 до 6 атмосфер, горячей – от 0.3 до 4,5.

Как узнать мощность: пошаговая инструкция

Наиболее точным способом определить давление водопровода может стать встроенный манометр, — его устанавливают на входе во внутреннюю сеть сразу после запорной арматуры с фильтром.

Если такое оборудование не установлено, то можно изготовить переносной его аналог самостоятельно.

Для того понадобится:

Порядок работ:

Этот способ является наиболее точным, однако если требуется срочно узнать давление, а манометра под рукой нет, то можно применить другой, правда, менее точный метод: определение давления по расходу воды.

Порядок проведения измерений:

Таблица: зависимость давления от расхода воды:

В видео наглядно показано, как можно измерить давление воды самостоятельно:

Как посчитать потерю?

Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):

Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.

Расчет на прямых участках

Для расчета потерь нужно выяснить:

Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.

Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.

На местах

Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.

Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.

В этой таблице данные указаны в сантиметрах водного столба, а потому очевидно, что потери давления на местных сопротивлениях не критичны и принципиального значения для малых сетей значения не имеют.

Как заглушить трубу с водой под давлением?

Поставить заглушку на трубу – дело не хитрое, если делать это без напора.

Но когда воду нельзя перекрыть, то многие подумают, что сделать это невозможно. Однако это не так.

Обычную заглушку поставить не получится, так как сильный напор не даст возможность даже наживить её на резьбу.

Но если воспользоваться вместо неё обычным водопроводным краном, то всё получится.

Метод заключается в том, чтобы кран, который будет заглушать трубу, перевести в открытый режим, — вода будет проходить сквозь него и тем самым даст возможность его наживить на резьбу трубы. Как только кран-заглушка будет наживлен и закручен на несколько витков, его можно перекрывать.

Перед работами нужно убедиться в том, что ничто не помешает выполнению работ, а также подготовить емкость для набора воды, тряпочную ветошь для уборки (чтоб не протопить соседей).

Этим методом можно воспользоваться даже в случае, если заглушаемая труба будет без резьбы, — тогда на кран-заглушку нужно надеть гибкий шланг, который бы налезал на трубу.

Кран, как и в первом случае, нужно полностью открыть, а шланг одевать на трубу — крепить его нужно на один-два хомута. После этого можно окончательно перекрывать воду.

Заключение

В многоэтажных домах существует проблема не только с пониженным, но и с избыточным давлением, — это случается с квартирами на первых этажах дома, например, когда система не зонирована или при разовом нарушении режима водоснабжения коммунальными службами.

Поэтому навык самостоятельного замера мощности в водопроводе квартиры приобретает особую ценность, поскольку позволяет своевременно выявить превышение давления и дать знать службам водоканала соответствующий сигнал, что предотвратит аварийную ситуацию и преждевременный выход сантехнического оборудования.

Источник