Инженерные калькуляторы отопление · водоснабжение

Уклон канализационной трубы

Методика: условие незаиливания и ограничения по скорости и наполнению — СП 30.13330.2020, п. 19.1; минимальные уклоны поэтажных отводов — п. 18 того же СП. Гидравлика частично заполненной круглой трубы — формула Маннинга; СП для этого отсылает к таблицам гидравлического расчёта.

Труба и расход

Наполнение трубы
—
—
Скорость течения— м/с при минимальной 0,7
Условие незаиливания V·√(h/d)— при требуемом —
Высота слоя стоков— мм
Пропускная способность при полном сечении— л/с
Перепад высот на участке— мм
Минимальный уклон для выполнения условий—

Разные уклоны и диаметры

О расчёте

Как считается

Три условия пункта 19.1 СП 30.13330.2020 должны выполняться одновременно:

V · √(h/d) ≥ K — условие незаиливания K = 0,5 для полимерных труб K = 0,6 для труб из других материалов V ≥ 0,7 м/с — самоочищающая скорость h/d ≥ 0,3 — минимальное наполнение

Смысл первого условия: поток должен не просто течь, а нести взвесь. Тонкая струйка по дну трубы даже при большой скорости заиливает трубу, потому что твёрдые включения остаются на дне.

Гидравлика частично заполненной трубы. При наполнении a = h/d центральный угол смоченного сечения:

θ = 2·arccos(1 − 2a) A = d²/8 · (θ − sin θ) — площадь живого сечения P = d·θ/2 — смоченный периметр R = A / P — гидравлический радиус V = (1/n) · R^(2/3) · √i — формула Маннинга Q = V · A

Наполнение находится численно: подбирается такое a, при котором расход равен заданному.

Минимальные уклоны поэтажных отводов по СП 30: для труб диаметром 40–50 мм — 0,03, для 75–100 мм — 0,02. Для трубопроводов, прокладываемых для возможности опорожнения, — не менее 0,002 (п. 15.4.18).

Допущения
  • Течение считается равномерным и установившимся. Реальный сток от прибора идёт залпом, и в начале участка наполнение выше расчётного.
  • Коэффициент шероховатости Маннинга принят по материалу новой трубы. Отложения на стенках со временем его увеличивают.
  • Труба считается прямой, без отводов и ревизий. Каждый поворот — это местное сопротивление и место, где начинается засор.
  • Стоки считаются водой. Реальные бытовые стоки несут волокна, жир и твёрдые включения, поведение которых формулой Маннинга не описывается.
  • Расчёт для безнапорного самотёка. Для напорных участков после насоса он неприменим.
Где может ошибаться
  • Слишком большой уклон вреден не меньше маленького. При крутом уклоне вода убегает вперёд, а твёрдые включения остаются на месте — труба зарастает быстрее, чем при правильном уклоне. Это самое неочевидное место в бытовой канализации: «чем круче, тем лучше» — неверно.
  • Малый расход на большом диаметре не течёт. Труба 110 мм под одну раковину никогда не наберёт нужного наполнения, сколько ей ни давай уклона. Диаметр подбирают под расход, а не «с запасом».
  • Залповый сброс против расчётного расхода. Унитаз сбрасывает 1,6 л/с за несколько секунд, и в этот момент труба работает совсем не в расчётном режиме. Условие незаиливания как раз и рассчитано на то, что залпы периодически промывают трубу.
  • Провисание пластиковой трубы. Труба без опор через каждые 0,5–0,8 м провисает между креплениями, и в провисах образуются локальные контруклоны — там и начинается засор. Расчётный уклон при этом формально соблюдён.
  • Жир не подчиняется гидравлике. На кухонном отводе засоры образуются даже при идеальном уклоне и скорости — это вопрос жироуловителя, а не расчёта.