Сегодняшний дом, для проживания, может превосходить городскую квартиру по уровню комфорта. Даже современный базовый минимум в самых спартанских условиях включает не только электричество, но и водопровод и канализацию. Система отопления теперь может быть воздушной, причем на основе инфракрасных излучателей или конвекторов, а подавать воду потребителям иначе, чем по трубам, еще не научились. Если тип источника (централизованные сети, колодец, колодец) не столь важен, то качество и характеристики труб напрямую зависят от пропускной способности, надежности и долговечности водопровода. Поэтому важнейший подготовительный этап организации частного водопровода – выбор труб, отвечающих его специфике. Посмотрим, стоит ли переплачивать за медные трубы или для нашего возраста будет достаточно «правильных» пластиковых труб.
Какие требования предъявляются к водопроводным трубам?
В относительно недавнем прошлом у домовладельцев не было особого выбора – сантехнику устанавливали из того, что можно было достать. Сейчас в продаже в Москве и на периферии широкий выбор аксессуаров всех видов, для разных условий эксплуатации и финансовых возможностей. И пусть цена важна, ведь качественная продукция не может стоить дешево, не менее важны другие критерии. Какие трубы выбрать для водопровода дома, зависит от ряда факторов.
Назначение – не все имеющиеся в продаже трубы предназначены для взаимодействия с питьевой водой, есть и изделия для технических нужд. Такую трубу вполне допустимо проложить в гараже, чтобы помыть машину, или отдать ее воду в систему полива. Но если вы устроите в ней домашний водопровод, то можете столкнуться как с ухудшением органолептических свойств воды, так и с проблемами технического характера. Также для разных температурных режимов используют либо универсальные изделия, либо специфические, что необходимо учитывать при выборе.
Прочность – в частном доме напор в водопроводе ниже, чем в водопроводах многоквартирных домов, но и он изо дня в день испытывает трубы на прочность. И они изначально должны быть рассчитаны не только на «прохождение», но и на пиковую нагрузку. Плюс трубы должны выдерживать внешние нагрузки и удары при эксплуатации, а это не только давление грунта в подземной прокладке, но и воздействие ультрафиолета, если часть магистрали проходит по поверхности, и колебания температуры.
Простота монтажа – многие частные лица экономят на найме подрядчиков и сами собирают инженерные коммуникации. И чем проще работать с трубами и фитингами, тем предпочтительнее, если универсальный паяльник для пластиковых труб купить, одолжить или арендовать не проблема, дорогое специальное оборудование для металлических пресс-систем есть не у каждого профессионала. Первоначальная дороговизна самих труб и фитингов будет усугубляться дороговизной монтажа.
Долговечность – как и другие инженерные системы, сантехника делается один раз и на долгие годы, ведь ее ремонт связан с большими трудностями и вложениями. У каждого материала есть свой срок службы, а у современных полимерных труб он составляет десятки лет, что вполне достаточно для бытовых нужд.
Эстетика – этот параметр важен в тех случаях, когда материал стен или стиль оформления предполагает разводку водопроводных труб открытым способом. И здесь пластик по всем фронтам проигрывает металлу, будь то стальные или медные трубы.
В продаже продукция именитых и не очень брендов, как отечественных, так и зарубежных, и откровенная подделка встречается не так часто, но осторожность никто не отменял. Современные технологии позволяют «оформить» практически любой сертификат соответствия. То, что труба, например, изготовлена из первичного полиэтилена высокого давления и предназначена для питьевой воды, должна подтверждаться этикеткой, а также характеристиками полипропиленовых или металлических водопроводных труб. Продукция без маркировки, скорее всего, сделана из сомнительного сырья на таком же сомнительном оборудовании, и качество соответствующее, но цена заманчивая. Если сэкономить и выбрать их, то в дальнейшем – ремонт не через пару десятков лет, а через год-полтора и с гораздо большими трудовыми и финансовыми вложениями.
Виды водопроводных труб
Идеальных технологий и материалов не существует, но реально выбрать лучшие, исходя из конкретных условий. Современные водопроводные трубы делятся на три основные категории:
пластик
сводное название нескольких разновидностей труб из полимерных материалов. Имея общую сырьевую базу, они отличаются способом изготовления, техническими и эксплуатационными характеристиками и спецификой применения.
Металлопластик
композитные трубы, сочетающие в себе достоинства металла и полимеров, но со своими особенностями.
Металл – альтернативы металлу долгое время не было и выбор той или иной разновидности сводился только к финансовым возможностям. Сегодня появилась альтернатива в виде полимеров и композита, но в определенных случаях, как и прежде, победа за металлом.
Почему сталь сдала свои позиции, а медь осталась на своих, какие пластиковые трубы лучше в той или иной ситуации – разберем подробно.
Пластиковые водопроводные трубы
Все подвиды пластиковых труб отличаются устойчивостью к коррозии (гниению) из-за постоянного контакта с влажными средами и это их важнейшее преимущество. Плюс качественные пластиковые трубы имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность, что препятствует образованию отложений и сужению просвета.
Существует две категории пластиковых труб:
Полиэтиленовые трубы (ПЭ), чаще называемые ПНД, по материалу изготовления (полиэтилен низкого давления). Производят их и из сшитого полиэтилена, но он менее востребован в водоснабжении.
Полипропиленовые трубы (ПП).
Иногда к пластиковым водопроводным трубам относят и изделия из ПВХ (поливинилхлорида), но обычно они используются при обустройстве канализации. Поэтому остановимся подробно на изделиях из полиэтилена и полипропилена.
Полиэтиленовые трубы – им нет равных, когда речь идет о разводке воды от источника к участку и в дом подземным способом. Они легкие, продаются в бухтах, не боятся динамических нагрузок и низких температур, а благодаря пластичности не ломаются при замерзании воды. Пластичность также позволяет делать плавные повороты без угловых соединений, что ускоряет монтаж и повышает надежность линии. При организации круглогодичного водопровода трубу обычно прокладывают траншейным способом ниже уровня промерзания (для вашего региона) без дополнительного утепления. При прокладке выше точки замерзания без изоляции или нагревательного кабеля с трубой ничего не случится, чего не скажешь о арматуре. Эти изделия имеют меньшую морозостойкость и если система сложная, с ответвлениями и соединениями, то нужно либо копать глубже, либо вкладываться в отопление.
Даже не недостаток, а особенность труб ПНД – узкая специализация, их используют только для транспортировки холодной воды, причем, как правило, во внешней части трубопровода. Открыто их не укладывают, так как материал не устойчив к ультрафиолетовому излучению и подобно полиэтиленовой пленке со временем разрушается. Но когда есть острая необходимость, площадь поверхности необходимо защитить от солнечных лучей и проблем не будет.
Монтаж полиэтиленовых труб не требует профессионального оборудования, система собирается на цанговых фитингах (резьбовых) на открытых участках (врезка в источник, ввод в дом). А на участках подземного трубопровода или в местах, где заливку (фундамент) желательно вообще обойтись без соединений или резьбовые фитинги заменить на фитинги под пайку (сварку) в раструбе, если позволяет диаметр. Используйте тот же паяльник, что и для пайки полипропиленовых труб отопления и водопровода.
полипропилен
считаются универсальными, так как могут использоваться как для холодного, так и для горячего водоснабжения, а вот для ГВС нужно выбирать усиленную разновидность. Армированные полипропиленовые трубы выдерживают высокое давление и температуру носителя до 80˚С. ПП-трубы – лучший вариант для внутренней разводки, так как они сочетают в себе прочность и долговечность с презентабельностью. На элемент декора они не претендуют, но и в котельной, и в санузле вид не испортят, а вот разметку стоит располагать у стены. Полипропилен устойчив к ультрафиолету, но не к отрицательным температурам, из-за чего замерзшая труба может лопнуть. Поэтому при устройстве наружного сезонного водопровода (его элементов) открытым способом не следует забывать о дренаже и продувании системы в зимнее время.
Монтаж трубопровода осуществляется пайкой, для перехода на трубу другого диаметра и материала используются резьбовые фитинги. Когда дело доходит до протечки водопровода в частных домах, самая популярная комбинация ПНД-труб для наружной разводки и ПП-труб для перегородок дома.
Срок службы пластиковых водопроводных труб или труб, используемых для отопления, производители указывают полвека при условии применения профиля. То есть, если для холодной воды будет ПНД снаружи и полипропилен внутри, а для горячей воды армированный полипропилен или металлопластик, то водопровод прослужит заявленный срок.
Металлопластиковые трубы
В этих трубах между внутренним и наружным слоями пластика (как правило, сшитого полиэтилена, из которого изготавливают трубы для теплого пола) находится алюминиевый армирующий слой. Армирование повышает механическую прочность труб и позволяет им выдерживать высокие температуры (95˚C) и скачки давления. Металлопластиковые трубы используются в системах холодного и горячего водоснабжения, а также в системах отопления. Эта статья не о выборе труб отопления, но стоит отметить, что металлопластиковая разновидность нужна в высокотемпературных радиаторных системах.
Если речь идет о водоснабжении, то для частного дома предпочтительнее даже горячий армированный полипропилен. Это связано с особенностями монтажа металлопластиковых труб – вроде бы проще, ничего приваривать не нужно (резьбовые фитинги), но комплектующие дороже, а надежность этих соединений уступает пайке.
Металлические трубы
Металлические частные водопроводы изготавливаются из двух видов труб – стальных и медных.
Сталь – с появлением пластика практически вышли из употребления, что вполне логично. Обладая такими преимуществами, как долговечность и устойчивость к высоким давлениям и температурам, они уступают полимерам по всем остальным параметрам. Они тяжелее, их сложнее транспортировать и еще сложнее монтировать. Сварочное оборудование требует большего мастерства, качественно сварить тонкостенную трубу сравнительно небольшого диаметра – задача не из легких даже для профессионалов, не говоря уже о самодельных. Сварной шов можно заменить фитингами и резьбовыми соединениями, но добиться герметичности тоже сложно. В процессе эксплуатации стальные трубы приходится красить, что не добавляет им популярности. Есть у них и другие недостатки:
Воздействие коррозии – если снаружи трубы окрашены, защищая от ржавчины, то изнутри она образуется беспрепятственно. В результате ухудшается качество воды и сокращается срок службы трубопровода, и он все чаще требует ремонта.
Ухудшение пропускной способности – в отличие от пластика, сталь имеет шероховатую поверхность, что вместе с коррозией приводит к достаточно быстрому накоплению отложений в трубах и сужению рабочего прохода.
Стоимость – в цене подскочили практически все материалы для строительства, но металл в этой группе лидирует со значительным отрывом. Сегодня «черная» стальная сантехника будет стоить дороже, чем пластиковая, и вряд ли прослужит дольше. Если рассматривать нержавейку или хромированную сталь, то бюджет увеличится в разы, а из плюсов будет только возможность открытой укладки и стильный внешний вид (на любителя).
Для внутренних водопроводных сетей до сих пор иногда применяют стальные трубы, закапывать в землю тот же металл не обязательно, для этих целей гораздо больше подходит труба из полиэтилена низкого давления. С точки зрения личного потребления, он полностью покрывает потребности и в прочности, и в надежности, и в долговечности, и обойдется дешевле.
Медь — лучший выбор для внутренней сантехники, когда у вас много денег, а дизайн интерьера предполагает открытые трубы (горячая вода, ГВС, отопление) в характерной цветовой гамме. С минимальной стеной газ толстая медная труба устойчива к высокому давлению, высоким и низким температурам, не тает, если дом какое-то время не отапливать. К несомненным достоинствам медных труб также можно отнести:
- устойчивость к коррозии;
- устойчивость к сужению рабочего прохода;
- антибактериальные свойства (медь способна обеззараживать воду);
- практичность (металл не нужно красить или покрывать лаком);
- эстетичность (если открытый водопровод из нержавейки выглядит технологично, то медный благородно);
- долговечность.
Монтаж системы осуществляется несколькими способами.
- Капиллярная пайка – с помощью специального припоя и газовой горелки узлы не разбираются, но этот вид соединения признан самым надежным.
- Цанговые соединения – резьбовые соединения сделать проще, нужен только набор резьбовых соединений и ключ, но герметичность системы и надежность сборки ниже, чем у пайки.
- Обжимные пресс-фитинги — самый современный и наименее трудоемкий способ сборки медного трубопровода, но нужно дорогостоящее оборудование и дорогие комплектующие. Однако, когда речь идет об этом типе системы, экономия на расходных материалах и исполнителях не имеет большого значения.
- Медь во много раз дороже пластика или ламината на металлической основе. И в то время как для одних эта цифра является главным недостатком, для других, напротив, преимуществом, позволяющим показать окружающим собственное богатство. В деревянных домах упор делается не на эстетику, а на пожарную безопасность.
Чем лучше армировать трубы
Трубы для горячего водоснабжения и отопления армируют для повышения прочностных характеристик (выдерживает давление до 25 атмосфер) и увеличения срока их службы. Полипропиленовые трубы чаще армируют стекловолокном, но встречается и металлический сердечник из алюминия. Полиэтиленовые металлические трубы армируются только металлическим алюминиевым сердечником. Как это ни парадоксально, стеклопластиковая арматура надежнее металлической, ведь структура трубы получается монолитной, а не слоистой.
Каким должен быть диаметр водопроводных труб
От диаметра труб будет производиться наружная разводка и внутренняя разводка воды потребителям, напрямую зависит удобство и работоспособность сантехнического оборудования и приборов. И на выбор оптимального диаметра труб домашнего водопровода напрямую влияет несколько факторов.
Длина основной линии.
- Сложность системы (количество проходных элементов, запорной и регулирующей арматуры, насосного оборудования и приборов учета, наличие участков сужений, кривых и поворотов).
- Количество потребителей и расчетный объем одновременного забора воды.
- Тип распределения (последовательная подача на каждую точку забора или схема коллектора).
- Чем длиннее и сложнее водопровод и чем больше объемы потребления, тем большего сечения должны быть водопроводные трубы для бесперебойной работы.
На практике уличный трубопровод от источника чаще всего выполняется из пластиковой трубы ПНД диаметром 32 мм (стандартное сечение насосов). Но если речь не идет о локальной системе на базе колодца или скважины, когда сам хозяин и подключение к централизованной сети, то выбора может и не быть.
Диаметр труб для внутренней разводки зависит от их назначения и индивидуальных особенностей системы. Обычная схема разводки предполагает наличие центрального стояка большего диаметра, от которого идут отводы к потребителям. Мастера рекомендуют выбирать следующие значения.
- Когда на одном этаже одна ванная и одна кухонная мойка, для линий подойдет полипропиленовая труба диаметром 20 мм.
- При наличии на одном этаже двух санузлов (ванной и туалета) стояк выполняют из полипропиленовой трубы 25 мм, а боковые ответвления такие же, но диаметром 20 мм.
- При доме в два и более этажа, а каждый санузел плюс кухня, стояк выполняют из трубы ПП диаметром 32 мм, отводы по 20 мм.
- При устройстве сантехнических труб из других материалов (металлопластиковых, медных) рекомендуемые диаметры не меняются.
Более точные расчеты выполняются по достаточно сложным формулам или с помощью онлайн-калькуляторов. Но для большинства частных домов средней площади со стандартным набором потребителей вышеуказанных диаметров достаточно для обеспечения стабильного напора и комфортного использования воды. В отличие от типовой квартиры, в которой без внедрения насосного оборудования проблематично и помыться в душе, и помыть посуду одновременно, водоснабжение в доме реально спроектировать с оптимальными показателями.
Изделия из стали, даже из нержавейки, в современных домах встречаются очень редко, их почти полностью заменили полимером. Медь как была, так и остается материалом для состоятельных слоев населения, готовых выложить на порядок больше за надежность, долговечность и эстетичность. Но вне зависимости от вида, любые водопроводные трубы должны быть качественными и соответствовать конкретному применению. В сочетании с продуманным проектом и соблюдением технологии монтажа – это обеспечит эффективную, надежную и долговечную систему водоснабжения, которая без нареканий будет работать десятилетиями.
Размеры пластиковых труб
Журнал HPAC побеседовал с Лэнсом МакНевином, чтобы решить проблемы определения размеров пластиковых напорных трубопроводов для коммерческого применения.
В этом выпуске 30 Mechanical Minutes было представлено преобразование между редактором HPAC Дугом Пикликом (слева) и Лэнсом МакНевином (справа) из Института пластиковых труб. МакНевин поделился историей пластиковых труб, а также советами по выбору размеров для коммерческого применения.
20 апреля Журнал HPAC провел последний выпуск 30 Mechanical Minutes, серии бесплатных вебинаров с виртуальным контентом для настоящих профессионалов.
В этом выпуске основное внимание уделялось пластиковым напорным трубопроводам в коммерческой сантехнике с акцентом на растущее распространение пластиковых труб и вопросы определения размеров при проектировании водопроводно-канализационных и отопительных систем.
Гостем этого эпизода был Лэнс МакНевин, частый автор HPAC и технический директор строительно-монтажного отдела Института пластмассовых труб. Это издание спонсировалось IPEX.
Урок истории
Для начала МакНевин поделился некоторыми сведениями о ранней истории использования пластиковых труб в строительной отрасли, которая восходит к 1950-м годам.
Первые водопроводные трубы из ХПВХ в жилых домах были установлены в 1959 году, а ранняя стадия разработки труб PEX была начата в 1960-х годах, при этом полномасштабное производство вышло на европейский рынок в 1972 году и действительно началось в Канаде в 1990-х годах в жилых домах, а затем в 2000-х для коммерческих приложений.
Другие материалы, такие как трубы из полипропилена и PE-RT, были впервые разработаны в Европе в 1980-х годах и представлены в Канаде в 2000-х годах.
С точки зрения строительных норм и правил, МакНевин поделился, что и ХПВХ, и PEX включены в Национальный строительный кодекс Канады с 1990-х годов, а полипропилен был принят в 1995 году, а PE-RT фигурирует в последнем Национальном сантехническом кодексе 2020 года, опубликованном в марте прошлого года.
Хотя большинство сертифицированных пластиковых напорных трубопроводов можно использовать в коммерческих системах, некоторые материалы не доступны в требуемых размерах. Например, трубы PEX широко доступны диаметром до 2 дюймов. диаметр, в то время как ХПВХ и полипропилен сделаны из ½ дюйма. вплоть до 24 дюймов. и 30-дюймовый. или даже крупнее.
В полевых условиях сантехники обычно выбирают трубы из ХПВХ или полипропилена (включая PP-R и PP-RCT) из-за их жестких характеристик при прямолинейных установках. Примером могут служить вертикальные стояки в многоэтажных зданиях и горизонтальные коллекторы школы, многоквартирного дома или многоквартирного дома.
Логика такова, что вам не нужна гибкость вдоль стояка или коллектора, но вам нужны большие трубы и большой объем. Затем, когда дело доходит до отдельных классов, ванных комнат, квартир или гостиничных номеров, специалисты по установке выбирают более гибкие PEX или PE-RT.
МакНевин отмечает, что все трубопроводы, одобренные Кодексом, имеют номинальное давление для непрерывной работы 100 фунтов на квадратный дюйм при 180F, что дает установщикам сантехники возможность беспрепятственно выбирать, где они хотят использовать жесткие трубы, а где они хотят использовать гибкие напорные трубы.
Калибровка пластиковых труб
Прояснив некоторую терминологию, Макневин затем разъяснил вопросы определения размеров как тюбинг и труба имеют размерные различия, которые стоит объяснить.
«Мы называем все это трубами, но на самом деле между трубами и трубами существуют различия в размерах», — говорит он, и это также относится к пластиковым, медным и стальным трубам.
«Трубка» означает, что фактический наружный диаметр (НД) составляет ⅛ дюйма. больше номинального размера, он также известен как размер медной трубы (CTS).
«Труба» означает, что фактический внешний диаметр соответствует наружному диаметру железной/стальной трубы того же номинального размера, размера железной трубы (IPS). «Поэтому, когда люди просят пластиковую трубу или пластиковую трубку, они действительно должны использовать правильную формулировку, чтобы убедиться, что они получат то, на что надеются». Он также добавляет, что полипропилен обычно соответствует европейским метрическим размерам.
Когда дело доходит до правильного выбора размеров труб для водопровода и отопления, вам необходимо знать:
1) Требуемый расход (гал/мин или л/мин),
2) конкретный тип жидкости (вода или, возможно, смесь гликолей для гидроники),
3) температура жидкости (которая влияет на вязкость),
4) тип трубы, внутренний диаметр и гладкость, и
5), длина трубы и соответствующие фитинги.
Лэнс МакНевин продемонстрировал типичный расчет с использованием калькулятора конструкции пластиковых труб PPI.
Поскольку руководствоваться эмпирическими правилами не рекомендуется, МакНевин поделился тем, как проектировщики рассчитывают потери давления, скорость и число Рейнольдса, отраслевой стандарт, используемый для прогнозирования ламинарного или турбулентного течения жидкости.
Классическим уравнением, которое используется в промышленности для расчета потерь давления, является уравнение Дарси Вельсбаха. У Института пластиковых труб есть бесплатный онлайн-инструмент «Калькулятор конструкции пластиковых труб» (PlasticPipeCalculator.com), который можно использовать для расчета перепада давления и потери напора среди других вариантов.
MacNevin предоставил зрителям краткое пошаговое руководство, демонстрирующее возможность выбора типа трубопровода и размера, типа стенки и диаметра трубы.
Дополнительные параметры калькулятора включают скорость потока, длину трубы, тип жидкости и среднюю температуру жидкости. Также могут быть включены отдельные фитинги, а затем онлайн-калькулятор выполнит работу, чтобы определить результирующий тип потока (ламинарный или турбулентный), перепад давления, потерю напора и скорость.
По словам МакНевина, потери давления и скорость являются двумя основными факторами, которые следует учитывать при выборе размеров трубопроводных систем. Чтобы снизить затраты на перекачку и сэкономить энергию, конструкторы обычно стремятся поддерживать низкое трение и скорость, чтобы уменьшить шум и вибрацию.
И все же застой питьевой воды всегда вызывает беспокойство, поэтому вы хотите, чтобы вода двигалась. Слишком большие размеры трубопроводных систем могут привести к перерасходу средств и увеличению затрат на установку. С помощью калькулятора проектировщики могут опробовать различные варианты трубопроводов, чтобы найти наиболее подходящий вариант.
Число Рейнольдса
Кроме того, для систем водяного отопления существует очень специфическая цель оптимизации теплопередачи через стенку трубы, которая расположена внутри пола или заключена в бетон снаружи в системе труб для таяния снега и льда.
Для этих применений минимальная скорость жидкости важна для оптимальной теплопередачи, чтобы стимулировать турбулентный поток.
«Вы хотите, чтобы вода двигалась достаточно быстро, чтобы она всегда перемешивалась, и у вас не было никаких медленно движущихся пограничных слоев воды внутри стенки трубы (ламинарный поток)».
Чтобы предсказать профиль скорости и режим потока, вычисляется число Рейнольдса, чтобы определить «правильный» размер трубы. Как объясняет МакНевин, процесс проектирования и спецификации труб является итеративным, при этом эталонное число Рейнольдса, разделяющее ламинарный поток и турбулентный поток, составляет около 2,300. Выше 2,300 число Рейнольдса указывает на турбулентные режимы течения, которые обеспечивают приличную теплопередачу через стенку трубы.
Существует также переходный поток, скорость между ламинарным и турбулентным, но, как указывает МакНевин, например, при лучистом нагреве пола, изгибы на 180 градусов в типичной трубке малого диаметра способствуют еще большему взбалтыванию и турбулентности для предотвращения ламинарного потока. и поэтому большинство лучистых систем и систем таяния снега обеспечивают хорошую теплопередачу, даже если люди не проектировали это таким образом.
Тем не менее, если вы потратите время на расчет правильного размера и обеспечение турбулентного потока, это приведет к лучшим результатам.
«Это некоторые из факторов, о которых проектировщики действительно должны думать при выборе размеров труб», — предлагает МакНевин.
«Это похоже на ситуацию Златовласки: вы не хотите ни слишком много, ни слишком мало, вы должны найти золотую середину и найти идеально подходящую трубку. Всегда есть оптимальный размер трубы для конкретной ситуации, но для его достижения может потребоваться небольшая работа».
МакНевин также рассказал о том, как Институт пластиковых труб (PPI) предлагает набор инструментов для составителей спецификаций, проектировщиков, дистрибьюторов и монтажников, от обучающих презентаций и технических отчетов до тематических исследований и многого другого: посетите www.plasticpipe.org/BuidingConstruction чтобы получить больше информации.
Посмотрите весь этот эпизод 30 механических минут ниже:
