Підбір діаметрів водопровідних труб — розрахунки, норми та практичний приклад

---

Правильний підбір діаметрів водопровідних труб — один із ключових етапів проєктування внутрішньої водопровідної системи. Занадто малий діаметр спричиняє недостатній тиск у найвіддаленіших точках водорозбору, шум у трубах та прискорене зношення арматури. Завищені діаметри, натомість, означають вищі матеріальні витрати, довше очікування на гарячу воду та більший ризик застою води у трубопроводах.

Якщо ви хочете швидко розрахувати діаметри для своєї системи, скористайтеся нашим калькулятором підбору діаметрів водопровідних труб. Нижче ми детально розглядаємо методику розрахунку, норми, матеріали труб та типові помилки проєктування.

Норма PN-92/B-01706 — основа розрахунків

Основним документом, що регулює проєктування водопровідних систем у будівлях, є польська норма PN-92/B-01706 «Водопровідні установки — Вимоги при проєктуванні». Хоча формально вона замінена європейськими нормами серії PN-EN 806, у проєктній практиці вона залишається головним розрахунковим інструментом у Польщі.

Ця норма визначає:

• нормативні витрати $q_n$ для окремих санітарних приладів,
• формули розрахункової витрати $q_{obl}$ залежно від типу будівлі та суми нормативних витрат,
• критерії швидкості течії води у різних типах трубопроводів,
• вимоги до тиску в точках водорозбору (мінімум 0,05 МПа для більшості арматури).

Доповнюється нормою PN-EN 806-3, яка містить загальні принципи розмірування систем, та DIN 1988, що застосовується альтернативно для систем, запроєктованих за німецькими нормами.

Нормативні витрати санітарних приладів

Першим кроком розрахунку є складання переліку всіх санітарних приладів, що живляться від даної ділянки трубопроводу. Кожен прилад має призначену нормативну витрату $q_n$, виражену в дм³/с. Ці значення визначені нормою PN-92/B-01706 і враховують типові умови експлуатації.

Для кожної ділянки системи розраховується сума нормативних витрат:

Розрахункова витрата

Сума нормативних витрат $\Sigma q_n$ не є безпосередньо проєктною витратою — не всі прилади працюють одночасно. Норма PN-92/B-01706 вводить коефіцієнт одночасності роботи приладів, який вбудований у формули розрахункової витрати.

Для житлових будинків норма подає такі формули залежно від значення $\Sigma q_n$:

• $\Sigma q_n \leq 0{,}5$ дм³/с: $q_{obl} = 0{,}682 \cdot (\Sigma q_n)^{0,45} - 0{,}14$
• $0{,}5 < \Sigma q_n \leq 12{,}0$ дм³/с: $q_{obl} = 0{,}682 \cdot (\Sigma q_n)^{0,45} - 0{,}14$
• $\Sigma q_n > 12{,}0$ дм³/с: $q_{obl} = 1{,}7 \cdot (\Sigma q_n)^{0,21} - 0{,}7$

Для громадських будівель, офісних та будинків колективного проживання застосовуються інші набори формул, також залежно від діапазону $\Sigma q_n$. Деталі містяться в нормі.

Підбір діаметра труби

Знаючи розрахункову витрату $q_{obl}$, підбираємо діаметр труби так, щоб швидкість течії води не перевищувала допустимих значень. Внутрішній діаметр труби визначається з рівняння нерозривності потоку:

де:

• $d$ — внутрішній діаметр трубопроводу [м],
• $q_{obl}$ — розрахункова витрата [м³/с],
• $v$ — допустима швидкість течії [м/с].

Після обчислення мінімального внутрішнього діаметра підбирається найближчий більший стандартний діаметр труби даного матеріалу, а потім перевіряється фактична швидкість течії.

Критерії швидкості течії

Норми PN-92/B-01706 та DIN 1988 встановлюють максимальні швидкості течії води залежно від типу трубопроводу:

Перевищення допустимої швидкості спричиняє зростання гідравлічного шуму, збільшення втрат тиску та прискорену ерозію внутрішньої поверхні труб. На практиці рекомендується проєктувати зі швидкістю 0,8–1,2 м/с у стояках та підведеннях, що забезпечує акустичний комфорт і помірні втрати тиску.

Матеріали труб для водопровідних систем

Вибір матеріалу труби безпосередньо впливає на підбір діаметрів — при однаковому зовнішньому діаметрі різні матеріали мають різну товщину стінок, а отже, різні внутрішні діаметри.

Труби PEX (зшитий поліетилен)

Найпопулярніший матеріал у побутових системах. Труби PEX гнучкі, прості в монтажі та стійкі до корозії. З'єднуються обтискними або пресовими фітингами. Доступні в бухтах, що мінімізує кількість з'єднань.

Труби PP (поліпропілен)

Труби PP з'єднуються методом поліфузії (зварювання). Характеризуються великою товщиною стінки, що означає відносно малий внутрішній діаметр при даному зовнішньому діаметрі. Довговічні та недорогі, але жорсткі — потребують більшої кількості фітингів.

Мідні труби

Традиційний матеріал із відмінними бактеріостатичними властивостями. Тонка стінка забезпечує великий внутрішній діаметр. З'єднуються паянням або пресуванням. Вища вартість матеріалу компенсується довговічністю та гігієнічністю.

Багатошарові труби (PEX-Al-PEX)

Поєднують переваги пластикових та металевих труб. Шар алюмінію надає трубі форму та обмежує теплове розширення. Популярні у системах гарячого водопостачання.

У таблиці нижче наведено типові стандартні розміри труб різних матеріалів із їхніми внутрішніми діаметрами:

Чітко видно, що труба PP 25 мм (внутрішній діаметр 16,6 мм) пропустить значно менше води, ніж труба PEX 25 мм (внутрішній діаметр 20,0 мм) чи мідна 22 мм (внутрішній діаметр 20,0 мм) при однаковій швидкості течії. Це поширена причина помилок — проєктувальник припускає «діаметр 25», не враховуючи відмінностей матеріалів.

Практичний приклад — приватний будинок із двома ванними кімнатами

Розглянемо двоповерховий приватний будинок із такими санітарними приладами:

Перший поверх:

• кухня: мийка кухонна ($q_n$ = 0,07), посудомийна машина ($q_n$ = 0,15)
• ванна кімната: умивальник ($q_n$ = 0,07), WC зі зливним бачком ($q_n$ = 0,13), душ ($q_n$ = 0,15)
• господарське приміщення: пральна машина ($q_n$ = 0,25), водорозбірний кран DN 15 ($q_n$ = 0,15)

Другий поверх:

• ванна кімната: умивальник ($q_n$ = 0,07), WC зі зливним бачком ($q_n$ = 0,13), ванна ($q_n$ = 0,15), біде ($q_n$ = 0,07)

Крок 1 — Сума нормативних витрат

Підсумовуємо всі нормативні витрати:

$\Sigma q_n = 0{,}07 + 0{,}15 + 0{,}07 + 0{,}13 + 0{,}15 + 0{,}25 + 0{,}15 + 0{,}07 + 0{,}13 + 0{,}15 + 0{,}07 = 1{,}39 \ \mathrm{dm}^3/\mathrm{s}$

Крок 2 — Розрахункова витрата

Для житлового будинку при $\Sigma q_n = 1{,}39$ дм³/с застосовуємо формулу:

$q_{obl} = 0{,}682 \cdot (1{,}39)^{0,45} - 0{,}14 = 0{,}682 \cdot 1{,}163 - 0{,}14 = 0{,}653 \ \mathrm{dm}^3/\mathrm{s}$

Крок 3 — Діаметр розподільного трубопроводу

Приймаємо допустиму швидкість для розподільного трубопроводу $v$ = 1,0 м/с. Переводимо витрату в м³/с:

$q_{obl} = 0{,}653 \ \mathrm{dm}^3/\mathrm{s} = 0{,}000653 \ \mathrm{m}^3/\mathrm{s}$

Обчислюємо мінімальний внутрішній діаметр:

Підбираємо трубу:

• PEX 32 x 3,0 — внутрішній діаметр 26,0 мм. Перевіряємо швидкість: $v = \frac{4 \cdot 0{,}000653}{\pi \cdot 0{,}026^2} = 1{,}23$ м/с. Перевищує 1,0 м/с для розподільного трубопроводу — замало.
• PEX 40 x 3,7 — внутрішній діаметр 32,6 мм. Швидкість: $v = \frac{4 \cdot 0{,}000653}{\pi \cdot 0{,}0326^2} = 0{,}78$ м/с. Умова виконана.

Альтернативно з міді: Cu 28 x 1,5 (d_в = 25 мм, $v$ = 1,33 м/с — завелика) або Cu 35 x 1,5 (d_в = 32 мм, $v$ = 0,81 м/с — OK).

Крок 4 — Стояк, що живить другий поверх

Другий поверх має: умивальник, WC, ванна, біде. Сума $\Sigma q_n = 0{,}07 + 0{,}13 + 0{,}15 + 0{,}07 = 0{,}42$ дм³/с.

Розрахункова витрата: $q_{obl} = 0{,}682 \cdot (0{,}42)^{0,45} - 0{,}14 = 0{,}682 \cdot 0{,}677 - 0{,}14 = 0{,}322$ дм³/с.

Для стояка (допустима швидкість 1,5 м/с):

$d = \sqrt{\frac{4 \cdot 0{,}000322}{3{,}1416 \cdot 1{,}5}} = \sqrt{0{,}000273} = 0{,}0165 \ \mathrm{m} = 16{,}5 \ \mathrm{mm}$

Підбираємо PEX 25 x 2,5 (d_в = 20 мм). Швидкість: $v = \frac{4 \cdot 0{,}000322}{\pi \cdot 0{,}020^2} = 1{,}02$ м/с. Умова виконана із запасом.

Крок 5 — Підведення до окремого приладу

Підведення до душу ($q_n$ = 0,15 дм³/с, $q_{obl}$ = 0,15 дм³/с — один прилад, без зниження):

$d = \sqrt{\frac{4 \cdot 0{,}00015}{3{,}1416 \cdot 1{,}5}} = 0{,}0113 \ \mathrm{m} = 11{,}3 \ \mathrm{mm}$

Підбираємо PEX 16 x 2,0 (d_в = 12 мм). Швидкість: $v = 1{,}33$ м/с — в межах ліміту 1,5 м/с.

Усі розрахунки для такого будинку можна виконати автоматично в нашому калькуляторі підбору діаметрів, який розраховує кожну ділянку окремо та пропонує відповідні стандартні діаметри труб.

Циркуляція гарячого водопостачання

У будівлях, де відстань від джерела гарячої води (котла, водонагрівача) до найвіддаленішої точки водорозбору перевищує кілька метрів, виникає проблема тривалого очікування на гарячу воду. Рішенням є система циркуляції ГВП — додатковий зворотний трубопровід, яким охолоджена вода повертається до джерела тепла.

Циркуляція впливає на підбір діаметрів таким чином:

• Циркуляційний трубопровід підбирається на основі тепловтрат подавальних трубопроводів, а не на основі нормативних витрат. Типові діаметри — PEX 16 або PEX 20.
• Подавальний трубопровід ГВП повинен мати такий самий діаметр, як і відповідний трубопровід холодної води (оскільки обслуговує ті самі прилади).
• Циркуляційний насос підбирається на основі циркуляційної витрати та гідравлічних опорів контуру.

Згідно з чинними польськими Технічними Умовами, циркуляція вимагається, коли об'єм води в трубопроводах від водонагрівача до найвіддаленішої точки водорозбору перевищує 3 дм³. На практиці це стосується більшості приватних будинків із центральним водонагрівачем.

Варто зазначити, що циркуляція примусово підтримує постійну течію води в системі, що усуває проблему застою, але збільшує тепловтрати. Тому циркуляційні трубопроводи повинні бути добре теплоізольовані.

Найпоширеніші помилки при підборі діаметрів

Помилка 1 — Порівняння діаметрів без урахування матеріалу

Труба PP 25 мм має внутрішній діаметр лише 16,6 мм, тоді як PEX 25 мм — аж 20,0 мм. Різниця площі перерізу становить понад 45 %. Проєктувальник, який замінить матеріал без перерахунку, може отримати систему із зовсім іншими гідравлічними параметрами.

Помилка 2 — Ігнорування втрат тиску на арматурі

Самий діаметр труби — це не все. Кожен клапан, коліно, трійник та фільтр спричиняє додаткові втрати тиску. У розгалуженій системі місцеві втрати можуть становити 30–50 % загальних втрат. Їх необхідно враховувати при перевірці, чи є тиск у найвіддаленішій точці водорозбору достатнім (мін. 0,05 МПа).

Помилка 3 — Неврахування наявного тиску

Підбір діаметрів повинен враховувати наявний тиск у водопровідній мережі. Якщо тиск на вводі становить лише 0,25 МПа, а будинок двоповерховий (втрата тиску через висоту прибл. 0,05 МПа на поверх), запас на лінійні та місцеві втрати дуже малий. У таких випадках необхідно застосувати більші діаметри або насосну станцію підвищення тиску.

При проєктуванні водопровідного вводу допоможе наш калькулятор вводу та водопровідної мережі, який враховує втрати тиску по довжині трубопроводу.

Помилка 4 — Завищення діаметрів системи

Занадто великі діаметри — це не лише вищі витрати. У системі гарячого водопостачання завищення означає більший об'єм води в трубах, довше очікування на гарячу воду та більші тепловтрати. У випадку холодної води — триваліший застій води в трубопроводах, що при підвищених температурах довкілля сприяє розвитку бактерій Legionella.

Помилка 5 — Підбір «на око» без розрахунків

Поширена практика «PEX 20 на підведення, PEX 25 на стояки, PEX 32 на розподільник» може спрацювати в невеликій квартирі, але в будинку з кількома ванними кімнатами або багатоквартирному будинку призводить до серйозних проблем із тиском та витратою.

Підсумок

Правильний підбір діаметрів водопровідної системи потребує систематичного підходу: від переліку приладів, через обчислення витрат, до підбору діаметрів з урахуванням матеріалу труб та критеріїв швидкості. Норма PN-92/B-01706 надає перевірену методику розрахунку, яка — попри плин років — залишається основним інструментом проєктувальника санітарних систем у Польщі.

Ключові принципи:

• Завжди починайте зі складання переліку приладів та обчислення $\Sigma q_n$,
• Застосовуйте відповідні формули розрахункової витрати для типу будівлі,
• Враховуйте внутрішній діаметр труби, а не зовнішній,
• Перевіряйте критерій швидкості для кожного типу трубопроводу,
• Верифікуйте наявний тиск у найвіддаленіших точках водорозбору.

Усі ці розрахунки ви виконаєте швидко та безпомилково в нашому калькуляторі підбору діаметрів водопровідних труб. Достатньо ввести кількість та тип санітарних приладів, і калькулятор сам обчислить витрати та підбере діаметри труб.

Повернутися до списку статей