Проектування системи холодного водопостачання: пряме чи непряме, розміри труб, матеріали

Система холодного водопостачання, яка подає 12 літрів на хвилину з крана на першому поверсі, може легко впасти до 5 або 6 літрів на хвилину на даху тієї ж будівлі. Трубопровід не змінився, отже, причина криється в іншому: тиск, доступний на цьому виході, маршрут, яким вода доходить до нього, і діаметр гілки, що обслуговує арматуру. На практиці більшість проблем з холодною водою вирішуються задовго до того, як першу трубу прикріплять до стіни. Три ранніх вибору визначають результат: тип системи, матеріал і діаметр труби, а також тиск і стратегія зберігання.

Що насправді включає в себе система холодного водопостачання

Межа має значення. Усе, що знаходиться вище за вхідний запірний клапан, зазвичай належить водоканалу або власнику нерухомості до лічильника, залежно від місцевих правил; все нижче за течією є розподільною системою будівлі. Повна система холодної води зазвичай містить наступні елементи.

• Сервісна труба: підземна лінія від магістралі до будівлі, розмір якої відповідає максимальному попиту та захищений від морозу та руху ґрунту.
• Лічильник води та головний запірний клапан: основна точка ізоляції, яка використовується для ремонту, витоків та аварійних ситуацій.
• Внутрішній розподільчий трубопровід: стояк або магістраль плюс відгалуження, що проходять до кожного приладу.
• Ізоляційні клапани: локальні клапани на кожній вологій зоні, тому один ремонт не закриває всю будівлю.
• Накопичувальний бак і поплавковий клапан: присутні лише в непрямих системах, де водопровідна вода заповнює бак перед розподілом.
• Термінальна арматура: крани, бачки, водонагрівачі та будь-які точки, де забирається або нагрівається холодна вода.
• Захист від зворотного потоку: повітряні зазори, зворотні клапани або вузли зони зниженого тиску, де існує ризик перехресного з’єднання.

Кожна з цих частин впливає на продуктивність. Магістраль правильного розміру з малорозмірною гілкою все ще створює слабкий злив, а гілка правильного розміру за частково закритою засувкою все ще забезпечує поганий потік.

Прямі та непрямі системи: перше рішення

Якщо тиск в мережі адекватний і постійний, пряма система легша в установці, легша в обслуговуванні та забезпечує кращий тиск на виході. Якщо тиск у мережі слабкий, періодичний або будівля висока, непряма система з накопичувальним резервуаром буферизує подачу за рахунок зниження тиску на виході та додаткової гігієни.

Перед вибором варто провести арифметику тиску. Сила тяжіння забезпечує приблизно 0,1 бар на метр висоти, тому випускний отвір резервуара на 10 метрів над душем дає приблизно 1 бар до втрат на тертя. Гілка діаметром 15 мм із чотирма колінами може втратити ще 0,2–0,4 бар. Це залишає працездатний, але нічим не примітний душ. Підніміть ту саму ємність на 5 метрів над душем, і ситуація кардинально зміниться.

Матеріали труб для холодної води

Холодна вода є більш щадною справою, ніж гаряча вода, що розширює практичний список. Основними варіантами є поліпропіленовий рандом-сополімер, поліетилен високої щільності, мідь, зшитий поліетилен і багатошаровий композит труба . Правильний вибір залежить від того, де пролягає труба, як вона з’єднана та який місцевий код приймає для контакту з питною водою.

Статистичний сополімер поліпропілену

Відповідно до стандартів, таких як ISO 15874, цей матеріал з’єднується шляхом термічного сплавлення, що створює однорідне, стійке до протікання з’єднання без ущільнювальних кілець або розчинника. Класи тиску PN10, PN16 і PN20 охоплюють більшість будівельних послуг. Його низька теплопровідність обмежує утворення конденсату на холодних лініях, і те саме сімейство труб може обслуговувати гарячу воду для побутових потреб, що спрощує зберігання та встановлення в комбінованих системах.

Поліетилен високої щільності

Відповідно до стандартів ISO 4427 або EN 12201, труби PE100 є звичайним вибором для підземних з’єднань і довгих зовнішніх ділянок. Він гнучкий, добре переносить осідання на грунт і з’єднується методом сварювання встик або електросварюванням. Товщина стінки описується SDR, тому менший SDR означає товщу стінку та вищий номінальний тиск. Для магістралей холодної води PN10 або PN16 охоплюють типові муніципальні та місцеві умови.

Мідь і зшитий поліетилен

Мідь залишається поширеною в роботах з модернізації, оскільки вона жорстка, стабільна за розмірами та знайома більшості монтажників. Зшитий поліетилен підходить для прихованих прокладок у підлозі та стінах, оскільки він згинається навколо перешкод і потребує менше швів. Обидва матеріали вимагають номінальних переходів при з’єднанні з поліолефіновою трубою, а різнорідні метали потребують діелектричного розділення, щоб уникнути гальванічної корозії.

Розмір, швидкість і тиск

Труба заниженого розміру є найпоширенішою причиною поганого потоку холодної води, а труба великого розміру витрачає матеріал і уповільнює воду настільки, що сприяє застою. Розрахункова швидкість у будівництві трубопроводів холодної води зазвичай становить від 0,5 до 1,5 метрів за секунду, з приблизно 2,0 метрами за секунду як практична стеля на довгих ділянках. Мінімальний залишковий тиск на найбільш несприятливому виході зазвичай становить 0,5 бар, тоді як статичний тиск вище приблизно 5 бар зазвичай виправдовує редукційний клапан на вході.

Повторювана послідовність розмірів виглядає так.

1. Перелічіть кожен прилад і його номінальну витрату холодної води.
2. Застосовуйте фактор різноманітності, оскільки не всі світильники працюють одночасно.
3. Розмір хребта для різноманітної загальної кількості з прийнятною швидкістю.
4. Розмір кожної гілки відповідає найбільшому приладу, який вона обслуговує, а не середньому.
5. Перевірте залишковий тиск на найвіддаленішому та найвищому виході.

Заслуговує на увагу і стрибок тиску. Клапани, що швидко закриваються на високошвидкісних лініях, створюють гідроудар, який з часом може тріскати фітинги та ослабляти з’єднання. Підтримання помірної швидкості та використання клапанів, що повільно закриваються на з’єднаннях пральної машини та зливного бачка, зменшує ризик без додаткових витрат.

Зберігання, гігієна та зворотний потік

Зберігання холодної води є керованим ризиком, а не автоматичною проблемою. Резервуари повинні бути закриті, захищені від комах і вентилюватися через екранований отвір, а вода, що зберігається, повинна бути нижче 20 градусів за Цельсієм, щоб обмежити ріст мікробів. Ізоляція бака та його оточення, а також утримання його подалі від джерел тепла важливіші, ніж сам матеріал бака. Очищення та дезінфекція мають відповідати місцевим вимогам, зазвичай щорічно для домашніх установок і частіше в комерційних будівлях.

Захист від зворотного потоку є окремим зобов’язанням. Там, де зрошувальні лінії, бойлери, технічна вода або пожежні системи підключаються до питної мережі, необхідний повітряний зазор або механічний запобіжник зворотного потоку. Щойно встановлені трубопроводи слід промити і, якщо цього вимагають правила, продезінфікувати та взяти проби перед передачею системи.

Тестування та передача

Випробування гідростатичним тиском є найбільш корисною перевіркою приймання. Звичайна практика полягає в тому, щоб випробовувати під тиском, що в 1,5 рази перевищує робочий, і витримувати його достатньо довго, щоб температура та повзучість матеріалу стабілізувались, часто одну годину для поліолефінових систем, а потім перевірити кожне з’єднання. Сплавні з’єднання повинні бути записані з номерами партій і параметрами зварювання, щоб можна було відстежити будь-яку несправність у майбутньому. Після проходження випробування система промивається, хлорується, якщо потрібно, і повертається в експлуатацію з підписаним записом про випробувальний тиск і тривалість.

Що перевірити перед покупкою

У проекті, де труби закуповуються оптом, невеликі прогалини в специфікаціях коштують дорого на місці. Ці пункти покривають більшу частину практичного ризику.

• Номінальний тиск і SDR або товщина стінки відповідає розрахунковому тиску з розумним запасом надійності.
• Первинний полімер з простежуваним джерелом; перероблений вміст вимагає задокументованої придатності для контакту з питною водою.
• Допуски на розміри і округлість, так як овальна труба погано сплавляється і протікає на стику.
• Сертифікація для контакту з питною водою та відповідний стандарт продукції.
• Фітинги однієї системи, тому параметри зварювання та з’єднання відповідають трубі.
• Постійні терміни доставки, тому що застрягла бригада з синтезу коштує дорожче, ніж труба.

Системи холодного водопостачання рідко виходять з ладу через екзотичні причини. Вони виходять з ладу через те, що тип системи було обрано без перевірки тиску в мережі, тому що розмір гілки був підібраний для зручності, а не для потоку, або через те, що труба пролежала в землі протягом сезону, перш ніж її хтось перевірив. Отримайте макет, діаметр і матеріал прямо на етапі проектування, перевірте їх за допомогою належного випробування тиском, і установка працюватиме передбачувано протягом десятиліть.