Расчет уклона канализации: формулы и нормативы

Система канализации – это сеть трубопроводов, функциональных узлов, специальных модулей и стандартных компонентов. Весь набор призван обеспечить беспрепятственное прохождение сточных вод. Очевидно, что само по себе движение хозяйственно-бытовых стоков в трубах возможно, но для этого требуется расчёт уклона канализации. Монтаж труб с отходом от расчётных норм уклона чреват нарушением корректной работы системы.

Содержание статьи:

• Устройство канализационной сети: правила и нормы
• О расчёте канализационных сетей
• Другие нормы (правила) монтажа
  • Оборудование закрытых коммуникаций
  • Какие трубы подходят для системы канализации
  • Особенности установки стояков
  • Открытые и закрытые линии
• Закладка канализационных труб
• Видео-рекомендации по устройству уклона труб

Устройство канализационной сети: правила и нормы

Монтаж бытовой и любой другой канализации достаточно чётко разъясняется СНиП. Более того, имеющиеся в документах разъяснения являются нормами и правилами, которые профессиональные строители соблюдают неукоснительно.

Бытовое строительство своими руками, конечно, сложно приравнять к профессиональной деятельности. Но этот момент не снимает с домашнего мастера монтажных обязательств. Поэтому каждому строителю рекомендуется знать, как ведётся расчёт канализации.

Сооружение канализационных коммуникаций в жилых домах сопряжено с необходимостью расчёта. Главная цель расчётов канализации – соблюдение допустимых норм уклона трубопроводов и соответствие условиям среды эксплуатации. Игнорирование расчётов оборачивается серьёзными проблемами

Казалось бы, для чего вдаваться во все тонкости расчётов? Неужели что-нибудь кардинально изменится в системе канализации, если сделать уклон труб чуть меньше или чуть больше существующих параметров СНиП? Так вот, практика эксплуатации коммуникаций показывает: даже небольшие отклонения значений уклона от установленных норм способны нарушить нормальную работу системы канализации.

К примеру, владелец частного дома делает канализацию своими руками и не владеет методикой расчёта. Он берёт и закладывает уклон трубопроводов «на глазок». В итоге получает значение уклона бытовой канализации меньше нормативных цифр.

Скорость движения хозяйственно-фекальной среды снижается, образуются сначала незначительные заторы, следом массивные, трудно пробиваемые. Наконец, линия забивается окончательно, на повестку дня выходит задача глобальной чистки. И такая работа системы, при недостаточном уклоне труб, обещает завидное постоянство заторов и неприятных запахов.

Другой момент: непрофессиональный мастер монтирует канализацию под уклоном, превышающим нормативные цифры. Завышенный наклон трубопроводов канализации способствует увеличению скорости жидкой среды, но при этом образуется так называемый «эффект сепарации».

Жидкость, текущая выше скорости самоочищения, отделяется от твердотельной массы, которая остаётся на стенках труб. Со временем остаточные массы наращиваются, и получается тот же результат – затор, запахи, чистка.

Если в процессе устройства канализации в доме или на промышленных объектах не соблюдать нормы уклона труб, нарушается принцип самоочистки канализационных сетей. Это приводит к периодическому образованию заторов, приходится часто выполнять незапланированные чистки коммуникаций

Правильно установленные значения уклона – залог долгой и надёжной работы системы.

О расчёте канализационных сетей

Скорость движения хозяйственно-фекальной среды, при которой достигается эффект самоочищения, математически вычисляется по формуле:

Эта математическая формула применяется для расчёта бытовой и промышленной канализации. В частности, с помощью формулы вычисляется нужный уклон труб канализации

Обозначения:

• V – скорость движения жидкой среды, (не менее 0,7 м/с);
• H/d – наполняемость канализационной трубы (не менее 1/3 объёма);
• K – коэффициент сопротивления, зависящий от материала трубопровода (0,5 – пластик, стекло; 0,6 – другие).

Практикум устройства бытовой и промышленной канализации допускает ситуации, когда условия, рассчитанные указанной формулой, выполнить не представляется возможным в силу малого расхода канализационных стоков.

На этот случай рекомендуется монтировать коммуникации из труб диаметром до 50 мм с уклоном 3 мм на 1 метр длины. Трубопроводы диаметром 85 – 100 мм укладывают при соблюдении нормы уклона 2 мм на 1 метр длины. В любом случае, максимально допустимое значение нормы уклона может составлять 15 мм на метр длины, но не более того.

Если в системе канализационных сетей используется лотковый механизм транспортировки стоков, на этот случай тоже есть норматив. Так, уровень наполнения лотков не должен превышать 0,8 размера их высоты. Размер ширины канализационного лотка не может быть меньше 200 мм.

Причём ширина лотка устанавливается, исходя из расчёта гидравлических свойств системы и конструктивных особенностей этого элемента. Так, канализационные лотки высотой более 500 мм в размере ширины не должны быть меньше 700 мм.

Лотковая система канализации точно так же как трубная, монтируется с учётом соблюдения установленных норм уклона. Кроме того, лотковые системы сооружаются с учётом размеров отдельных элементов линии – в зависимости размера высоты и ширины

Сточные воды, наполненные высоким содержанием механических взвесей, отводятся по линиям канализации, сделанных с уклоном, величину которого также определяют расчётным путём с учётом обеспечения в трубах самоочищающих скоростей движения жидкости.

Наполнение трубопроводов нормируется значением 1/3 их объёма. Обычно такой вид стоков относится к продуктам промышленного производства, где механическими взвесями являются частицы металлов и других твердых веществ.

Другие нормы (правила) монтажа

Положения нормативной документации затрагивают как характеристики оборудования, задействованного в канализационной системе, так и нюансы непосредственно самой установки.

Оборудование закрытых коммуникаций

Для большинства случаев проектирования бытовых канализационных коммуникаций нормы (правила) предусматривают исполнение закрытых линий трубопроводов. Такая схема традиционно работает по принципу движения хозяйственно-фекальных вод самотёком.

На некоторых объектах (чаще промышленных), где отводятся сточные воды без наличия запахов и опасных испарений, допустимо выполнять коммуникации на основе самотечных лотков. При этом требуется оснащать лотковые линии устройством гидрозатвора.

Укладка трубопроводов канализации всегда выполняется прямолинейно. Для создания поворотов, отводов, разветвлений используются дополнительные элементы монтажа. От начальной точки монтажа линии до её полного завершения необходимо выдерживать равномерное изменение уклона согласно расчётам

Каждый отдельный участок канализационных коммуникаций монтируется строго прямолинейно. Если требуется изменить направление укладки трубопроводов, применяются стандартные монтажные компоненты (уголки, крестовины, тройники, переходы и т.п.). Изменять уровень уклона трубопроводов недопустимо на отдельном участке завершённой линии, смонтированной в горизонтальном положении.

Какие трубы подходят для системы канализации

По отношению к сетям канализации (бытовой, промышленной), а также с упором на свойства коррозийной стойкости и прочности, под монтаж канализации применяют разные модификации труб. Для коммуникаций, сделанных по принципу самотека, материалом труб служат:

• пластмасса;
• чугун;
• бетон;
• стекло;
• асбестоцемент.

Под коммуникации, транспортирующие жидкости с напором, делаются трубы из материалов:

• пластмасса;
• чугун;
• асбестоцемент;
• железобетон.

Канализационные линии внутреннего действия монтируют одним из двух способов: открытый / скрытый. Независимо от способа укладки, широкое распространение в монтаже получили пластиковые трубы. Канализационные трубопроводы из пластика допускается укладывать в земле ниже уровня полов зданий. Но следует учитывать нагрузку, приходящуюся на участок с такими коммуникациями.

Наиболее распространённые детали канализационных коммуникаций. Пластиковые трубы и вся необходимая арматура применяется при устройстве сетей разного назначения. Для владельцев частной недвижимости это экономичный способ устройства канализации в доме

Пластиковая арматура рассматривается как универсальная, может успешно применяться для внутренних и внешних сетей.

Особенности установки стояков

Монтаж стояков внутри жилых строений делают в каналах, шахтах, коробах. Их конструктивное исполнение должно соответствовать правилам пожарной безопасности. Шахты, короба, каналы и т.п., обязательно оснащаются съёмными панелями.

Через съём панелей обеспечивается доступ к коммуникациям. Применять съемные панели, сделанные из материалов, способных гореть допускается, если линия канализации состоит из поливинилхлоридных труб. Панели шахт, где проложены полиэтиленовые трубы, обычно делают из несгораемых материалов.

Открытые и закрытые линии

Монтаж открытых канализационных трубопроводов, сделанных из пластмассы, разрешается выполнять внутри чердачных зон жилых строений, а также в зонах подвалов.

Места перехода канализационных стояков из области жилого помещения в область чердака требуется заделывать раствором цемента, толщиной не менее 20-30 мм. Этой же смесью защищают область трубы выше уровня перекрытия на 80-100 мм, причём перед заделкой цементом на поверхность трубопровода накладывается гидроизоляционный материал.

Укладка внутренних канализационных линий запрещена в структуре полов, внутри стен, в области потолка комнат жилого фонда. Под эти же требования подпадает ещё ряд строений и помещений иного назначения, где предусмотрен особый санитарный режим. Если необходимо проложить отводной трубопровод от раковины ванны или мойки кухни, делается это над уровнем пола с применением средств гидроизоляции с последующей облицовкой зоны монтажа.

Часть системы домашней канализации – вентиляционный стояк. Является неотъемлемой частью профессионально исполненной бытовой канализации. На вентиляционные стояки бытовой канализации тоже распространяются нормы и правила монтажа. Например, оговариваются минимальные допустимые размеры диаметра используемых труб

Не допускается объединение канализации бытового и промышленного назначения, если промышленные стоки содержат жидкости токсичного характера или легко воспламеняющиеся. Канализационные сети любого типа, схемой которых предусматривается отвод сточных вод к наружной канализации, следует оснащать вентиляционными стояками. Верхние концевики вентиляционных труб необходимо выводить сквозь толщу кровли и поднимать на высоту:

Для плоских кровельных покрытий (не менее 300 мм).

Для скатных кровельных покрытий (не менее 500 мм).

Отступ в горизонтальном направлении от вывода стояка до близлежащих окон и балконов здания должен составлять не меньше 4 метров.

Закладка канализационных труб

Монтаж трубопроводов с расчётным уклоном – это лишь часть требований для общей закладки канализационной сети. Также следует принимать во внимание нормы, установленные под закладку труб, исходя из рисков их повреждений и разрушений.

Эти нормы обусловлены действием временных и постоянных нагрузок на коммуникации. Например, для бытовых условий закладка труб канализации внутри зданий выполняется на глубину не менее 100 мм, если за точки измерений брать поверхность пола и верхнюю внешнюю стенку канализационной трубы.

Трубопроводы внутренней бытовой канализации, смонтированные в местах возможных механических воздействий, рекомендуется защитить с помощью ограничения к ним прямого доступа. Для этих целей применяют защитные сетки, лотки, каналы и т.п.

Если трубопровод располагается в местах возможного снижения окружающей температуры до уровня замерзания влаги, следует применять технологию утепления труб. На роль современного утеплителя вполне претендует жесткий пенополиуретан. Также утепляют канализационные трубы минеральной ватой с предварительной гидроизоляцией.

Один из возможных вариантов теплоизоляции канализационной линии. Для теплоизоляции трубопроводов бытовой канализации могут применяться различные материалы, но приоритет всегда отдают теплоизоляторам с низкими свойствами горючести или совсем не имеющим таковых

Когда местом закладки коммуникаций выступает земляная траншея, после раскопки таковой с расчётным уклоном и перед закладкой труб рекомендуется выполнить уплотнение грунта. Работы по уплотнению грунта ведутся на площади донной части траншеи по всей её длине. Уплотнять грунт требуется не менее чем на 200-300 мм глубины. После выполнения этих мероприятий в траншее закладываются лотки и уже в лотки помещают канализационные трубы.

Видео-рекомендации по устройству уклона труб

Интересные и познавательные размышления о правильном уклоне канализационной трубы:

Организация бытовых хозяйственно-фекальных стоков — не такое простое дело, как это может представлять себе неискушённый обыватель. Профессионалы в области жилищно-хозяйственных коммуникаций знают: рассчитывать укладку канализационных сетей необходимо в каждом случае их строительства, независимо, ведётся ли монтаж для частного дома или делается система промышленного назначения.