Jak určit kapacitu potrubí v závislosti na průměru a tlaku vody

Kvalitní vodovodní systém bude sloužit po mnoho let bez poruch. Při jeho instalaci je však nutné zvolit průměr potrubí v souladu s požadavky a normami pro výstavbu. Proto při plánování vodovodního systému ve vaší domácnosti musíte vědět, jak se určuje průtok potrubí v závislosti na průměru a tlaku vody. Pojďme zjistit, proč je to tak důležité a jak správně provádět měření.

Jak vybrat správný průměr potrubí

1. Průměr průřezu trubky.
2. Množství, o které se tlak v dané oblasti sníží.
3. Rychlost průtoku vody potrubím.
4. Nejvyšší možný tlak, kterému musí potrubí odolat.
5. Délka potrubních úseků a materiál, ze kterého jsou vyrobeny.

V praxi se průměr často volí na základě speciální tabulky. Tato metoda je jednoduchá, ale patří k nejméně přesným.

Aplikace tabulkové metody

V tomto případě byly k vytvoření referenční tabulky použity nejtypičtější hodnoty hlavních parametrů. Pro výpočet průtoku vody na základě průměru potrubí a tlaku by se tabulka měla použít následovně:

• V horním řádku každého sloupce je uvedeno devět nejběžnějších průměrů trubek.
• Hodnota tlaku je uvedena podél čar.
• Levý sloupec uvádí hodnoty v pascalech na metr, další sloupec uvádí hodnoty v milibarech na metr (atmosférách).
• Výběr lze provést s ohledem na rychlost proudění vody. Tabulka ukazuje spotřebu vody v závislosti na průměru potrubí a dalších parametrech.

Ve většině vodovodních systémů se tlak pohybuje v rozmezí 1,5–2,5 atmosféry. Ve výškových budovách je běžné používat několik samostatných segmentů. Proto jsou tyto tabulky použitelné i pro vícepodlažní budovy.

Proč potřebujete správně určit parametry potrubí?

Samozřejmě je jasné, že ve složitém technickém systému musí být vše přesně vypočítáno. Otázkou však zůstává, co špatného se může stát s nevhodným průřezem potrubí.

Spotřeba vody a odvodňovací systém v bytě jsou úzce propojeny. Otevřený kohoutek v kuchyni může oslabit tok vody v koupelně nebo zabránit jejímu sběru pro splachování v toaletě. Je důležité si uvědomit, že to může být způsobeno nejen nesprávnou instalací zařízení, ale také ucpáváním potrubí v průběhu času.

Například kovové výrobky časem rezaví a zevnitř se pokrývají usazeninami z nedostatečně čisté vody. Plastové tuto nevýhodu nemají. Nešpiní se a po dlouhou dobu se nezhoršují.

Pokud jsou potrubí příliš úzká, mohou nastat problémy s odvodněním. Nadměrný tlak ve vodovodní síti povede k únikům a zvýšení počtu nehod.

Výpočet potrubí je důležitý při zásobování vodou a odvodnění vícepodlažní budovy. V tomto případě musí potrubí vzájemně odpovídat. Vhodné zvenčí i ty, kterými voda proudí dovnitř.

Při placení účtů za energie firmy a organizace ne vždy používají elektroměry. V těchto případech je účet obvykle předkládán v souladu s průchodností potrubí.

Potrubí v domě může plnit různé funkce. Týkají se přívodu teplé a studené vody, tlakové nebo netlakové kanalizace, dodávky zemního plynu, vytápění. V každém z těchto případů existují požadavky, které musí splňovat.

Komunikace v domě bude fungovat bez problémů, pokud bude správně určena její kapacita. V opačném případě bude nutné ji opravit.

Co určuje propustnost potrubí?

Pro určení rychlosti spotřeby vody je třeba vzít v úvahu několik různých faktorů. Na první pohled se může zdát, že se lze omezit pouze na zohlednění průměru potrubí.

V praxi je nutné vzít v úvahu komplex faktorů:

• Je nutné vzít v úvahu délku úseku potrubí, kterým se kapalina pohybuje. Důležitost tohoto parametru je založena na přítomnosti tření mezi stěnami a kapalinou. Čím delší je použitý úsek potrubí, tím více může zpomalit tok kapaliny.
• Přestože počáteční tlak hraje důležitou roli, zpomalení toku kapaliny po nějakou dobu neumožní novým částem vstoupit do potrubí.
• Průměr ovlivňuje průtok. Nicméně, ovlivňuje kapalinu několika způsoby. Při použití úzkých trubek se stupeň zpomalení dramaticky zvyšuje.
• Na stěny lze použít různé materiály. V plastových trubkách voda proudí vyšší rychlostí než v kovových trubkách stejného průměru.

• Doba, po kterou jsou trubky používány. Tento parametr nemá významný vliv na plastové trubky, ale je důležitý u kovových. Postupem času zevnitř zarůstají a rezaví. To má negativní vliv na jejich propustnost.
• Různé segmenty jsou spojeny pomocí tvarovek, vidlic a adaptérů. Zpomalují průtok vody. Brzdění, které poskytují, je třeba zohlednit při výpočtech.

Pokud při určování běžeckých schopností ignorujete byť jen jednu z výše uvedených vlastností, může to vypočítanou hodnotu několikrát změnit.

Jak vypočítat průchodnost potrubí

Pokud je potřeba provést výpočty, lze použít následující metody:

1. Použijte tabulky. Existují různé možnosti, které odpovídají účelu trubek.
2. Použijte vzorce. Existuje několik možností výpočtu. Často se používají zjednodušené možnosti, které nezohledňují všechny podstatné vlastnosti vodovodního systému.
3. Existují softwarové produkty určené k provádění daných výpočtů. Ty obvykle poskytují nejpřesnější výsledky.
4. Lze použít online kalkulačky. Chcete-li je použít, musíte přejít na příslušnou stránku a zadat požadované údaje podle pokynů.

Níže se podíváme na několik metod pro provádění výpočtů.

Použití zjednodušeného vzorce

Na základě znalosti průměru potrubí a průtoku je tedy možné určit propustnost. K tomu lze použít následující vzorec.

q = (V*Pí*d^2) / 4

Jsou zde použity následující zápisy:

• q – průtok, vyjádřený v litrech za sekundu;
• V označuje rychlost vody;
• d je vnitřní průměr otvoru.

Ve většině případů se rychlost pohybuje v rozmezí 0,8–1,5 metru za sekundu. Pokud se používá čerpadlo, je tlak, který vytváří, a průtok uveden v technickém listu.

Přesnější vzorec

V tomto případě je nutné použít Darcyho vzorec. Ten zohledňuje:

1. Délka použitého segmentu potrubí (L).
2. Součinitel, který vyjadřuje stupeň zpomalení proudění v důsledku tření o stěny, použití různých typů armatur, zakřivení stěny a turbulence. Nazývá se součinitel drsnosti (lambda).
3. Velikost viskozity kapaliny (rho).

Vzorec vypadá takto.

PN = lambda * (L/D) * ((V^2)/(2*g)) * rho

Jsou zde použity následující zápisy:

• PN představuje tlakovou ztrátu. Vypočítaný průtok vody by měl být o tuto hodnotu snížen.
• L je délka potrubí, kterým protéká voda.
• D – vnitřní průměr trubky.
• g se rovná velikosti gravitačního zrychlení.

Pomocí Darcyho vzorce je možné zohlednit vlastnosti potrubí, ale k tomu je nutné určit koeficienty „lambda“ a „rho“.

Používání online kalkulaček

Pro výpočet kapacity potrubí není těžké najít online kalkulačku. Můžete k tomu použít Google, Yandex nebo jiné vyhledávání. Do vyhledávacího řádku zadejte „jak vypočítat kapacitu potrubí, kalkulačka“ nebo podobný výraz.

Pro výpočet spotřeby vody na základě průřezu potrubí a tlaku vás kalkulačka požádá o zadání následujících údajů:

1. Materiál pro výrobu.
2. Typ (prvky designu). Zde je třeba vybrat z rozbalovacího seznamu.
3. Dále je třeba specifikovat účel výpočtu. Jedním z nich je výpočet spotřeby vody.

Při výpočtu průměru potrubí na základě spotřeby vody budete muset navíc zadat tlakovou ztrátu na metr, vnitřní průměr potrubí a délku jeho úseku. Po kliknutí na tlačítko se na stránce zobrazí požadovaný výsledek.

Ve druhém případě je před výpočtem spotřeby vody na základě průměru a tlaku potrubí nutné připravit údaje o typu vodovodního systému, konstrukčních vlastnostech potrubí, jeho délce, průměru, materiálu výroby, teplotě a tlaku.

Třetí kalkulačka funguje takto. Musíte si vybrat jednu z metod pro výpočet spotřeby vody:

• s přihlédnutím k drsnosti a materiálu;
• na základě použitého materiálu a délky úseku potrubí.

Je třeba poznamenat, že účelem výpočtu je průtok. Pro výpočet se uvádí typ potrubí, jeho materiál, délka, tlaková ztráta a vnitřní průměr. Po kliknutí na tlačítko „Vypočítat“ se výsledek zobrazí na stránce.

Jak je zařízeno zásobování vodou v bytě nebo domě?

Přestože je vnitřní průměr při výpočtu spotřeby vody značný, může být obtížné ho určit. K tomuto účelu lze použít speciální tabulky, ale informace zde nenajdete pro všechny značky zařízení.

Pokud je možné přímo změřit požadovanou hodnotu, měla by být použita pro výpočty. Tato metoda je však vhodná při použití plastových nebo kovovo-plastových trubek.

Pokud vezmeme v úvahu kovové, pak časem zevnitř zarůstají a to nerovnoměrně. Proto je v takovém případě obtížné přímo vypočítat spotřebu vody. Obvykle se pro kompenzaci zúžení berou trubky o něco většího průměru než vypočítaný.

V praxi se v bytech nebo soukromých domech obvykle používají výrobky o průměru 10 nebo 15 mm pro vodovodní potrubí a 20 nebo 25 mm pro stoupačky. Pokud se používá zařízení s velikostí uvedenou v palcích, použijí se hodnoty blízké uvedeným.

Obecně se uznává, že maximální povolený průtok vody ve vodovodním systému je 2 metry za sekundu. Průměr se volí v závislosti na délce potrubí:

1. V případech, kdy tato hodnota nepřesahuje 10 metrů, stačí použít potrubí o průměru 20 mm.
2. V případě, že se jeho délka pohybuje mezi 10 a 30 metry, je vhodné použít trubku o průměru 25 mm.
3. Pokud je úsek potrubí delší než 30 metrů, můžete použít produkt o průměru 32 mm.
4. Pro délky větší než 50 metrů jsou vhodné trubky o průměru 50 mm.
5. U ještě větších úseků potrubí a za přítomnosti mnoha míst odběru vody dosahuje požadovaná hodnota 100 mm.

Při výpočtu kapacity potrubí je třeba zohlednit všechna místa v domě, kde se voda spotřebovává, a spotřebitele, kteří mohou být současně připojeni k vodovodnímu systému. To zahrnuje nejen obyvatele, ale i zařízení, která tento zdroj spotřebovávají. To platí například pro myčky nádobí a pračky.

V tomto případě je pro výpočet kapacity potrubí v závislosti na průměru a tlaku vody nutné vzít v úvahu zvláštnosti situace, kdy je rodina malá, i když je zde mnoho kohoutků. Je také nutné si uvědomit, že lidé nebudou moci spotřebovávat vodu ze všech kohoutků současně.

Pro zjednodušení můžeme předpokládat, že plně otevřeným kohoutkem proteče 6 litrů vody za minutu. Na základě toho můžeme zjistit, jaká se očekává maximální spotřeba vody v domě, a na základě toho vypočítat průměr potrubí, které dodává vodu do domu nebo bytu.

Jak zohlednit tlak

Voda může do domu proudit samospádem nebo se v potrubí pohybovat pod tlakem. V druhém případě je nutné použít širší potrubí. Pokud se tak neučiní, proudění se stane turbulentnějším, potrubí bude vibrovat a vydávat hluk, a proto se bude mnohem rychleji opotřebovávat. Taková situace zvýší riziko možné nehody.

Aby byl systém zásobování vodou spolehlivý, je nutné provést výpočty s ohledem na tlak.

Různé typy trubek

V domě nebo bytě se používají různé potrubní systémy. Požadavky a metody výpočtu se mohou lišit.

Například výpočet kapacity potrubí podle průměru a tlaku pro kanalizační potrubí je založen na následujících parametrech:

1. Průměr potrubí.
2. Průměrný průtok.
3. Hydraulický sklon (l), při kterém se potrubí pohybuje.
4. Stupeň naplnění potrubí obsahem (h/d). Při určování tohoto parametru se používá koncept hydraulického poloměru.

Hydraulický sklon je úhel, pod kterým je umístěno potrubí, které splňuje určitou podmínku. Pokud je kanalizační potrubí umístěno tímto způsobem, pak by měl jeho obsah pod působením gravitace proudit tak, aby došlo k samočištění. Tato hodnota se určuje na základě speciálních tabulek.

Při výpočtu hydraulického poloměru se jako základ používá skutečný průměr potrubí a stupeň jeho naplnění obsahem. Například u zcela naplněného produktu budou tyto dva poloměry stejné a při částečném naplnění bude hydraulický poloměr menší. Vypočítá se na základě odpovídajících vzorců nebo tabulek.

Správně navržené a instalované kanalizační potrubí zajistí dobrý odtok a eliminuje riziko jeho ucpání.

Při výpočtu kapacity potrubí plynového systému je nutné vzít v úvahu, že jimi je distribuována plynná látka, nikoli kapalina. Jedním z důležitých rozdílů je vysoký kompresní poměr.

Při přepravě plynu se propustnost potrubí v závislosti na jeho průměru vypočítá pomocí následujícího vzorce.

Q = DU * 0,67 * p

V tomto vzorci se používají následující označení:

• Q představuje maximální průtokovou kapacitu plynového potrubí;
• DN se rovná jmenovitému průměru plynového potrubí;
• p je hodnota rovnající se pracovnímu tlaku plynu, který je nutné zvýšit o 10 %.

Kapacitu plynovodu lze vypočítat pomocí zde uvedeného vzorce nebo pomocí tabulky sestavené na jeho základě. Tento vzorec se používá k výpočtu parametrů potrubí v obytných budovách a bytech.

V průmyslu se pro výpočty používá jiný vzorec.

Q = DN2 * 196,386 * (p/z) * T

Zde byly použity následující notace:

• Q je kapacita potrubí;
• DU2 označuje průměr trubky;
• z – koeficient komprese;
• p – tlak v potrubí;
• T – teplota plynu.

Pokud se teplota zvýší, povede to ke zvýšenému tlaku na stěny potrubí. Proto je při použití plynu nutné zohlednit klimatické podmínky, které významně ovlivňují propustnost potrubí. Pokud použijete příliš malý průměr, zvyšuje se riziko zvýšení tlaku plynu a poškození potrubí.

Nejdůležitější znaky

Stanovení kapacity potrubí v závislosti na průměru a tlaku vody je složitý úkol. K tomuto účelu lze použít vzorce, speciální tabulky, online kalkulačky nebo specializované programy.

Správně vybrané potrubí zajistí kvalitu a trvanlivost vodovodního a dalších komunikačních systémů v domě nebo bytě. Při výpočtu parametrů potrubí je nutné zohlednit hodnotu tlaku, provést úpravu na jeho pokles, zohlednit délku a životnost potrubí.