Расчет канализации в частном доме
Гидравлический расчет канализационных сетей в частном доме
Расчет системы канализации для частного дома – важный предварительный этап монтажа трубопровода для отведения сточных вод, необходимый для того, чтобы в будущем избежать таких проблем, как частые засоры труб, неприятные запахи и подтопления жилых помещений.
Проектирование местоположения канализационной системы
На данном этапе производятся следующие манипуляции:
- На схеме построенного дома отмечают расположение сантехнических и бытовых приборов – умывальников, ванн, стиральных и посудомоечных машин.
- Все точки слива стоков на графическом изображении соединяют линиями труб с указанием их реальной длины и внутреннего диаметра.
- На схеме участка планируют расположение наружной канализационной сети. При этом дворовые коммуникации для отведения стоков, впадающие в коллектор или септик, должны идти до конечной своей точки по наименьшему расстоянию, без крутых и резких поворотов.
- Согласно требованиям СНиП 2.07.01-89 прокладываемая канализация должна быть расположена по горизонтали (в свету) не менее чем в 1,5 м от бытового водопровода, газовой подземной трубы; в 0,5 м от линий связи и силовых кабелей.
При отсутствии поблизости с домом городской сети отведения стоков конечной точкой дворовых коммуникаций является септик (осадочный и фильтрационный колодец) – его располагают на окраине участка, вблизи въездных ворот или дороги. При этом расстояние от него до ближайшей постройки должно быть не менее 5 м.
Выбор труб
В ходе укладки канализации частного дома применяются водопротоки круглого сечения с внутренним диаметром от 40 до 110 мм из устойчивого к агрессивной среде сточных вод поливинилхлорида. Так как различные сантехнические и бытовые приборы характеризуются неодинаковым объемом стоков, различающихся по консистенции и составу, используются трубы со следующими внутренними диаметрами:
- умывальники, кухонные мойки – 40-50 мм;
- ванны, душевые поддоны – 50 мм;
- стиральные и посудомоечные машины – 50 мм;
- писсуары, биде – 50 мм;
- унитазы – 110 мм.
Если частный жилой дом имеет 2 и более этажей, верхние санузлы соединяют с канализацией нижних при помощи вертикально расположенных коммуникаций – стояков – с внутренним диаметром 110 мм.
Для дворовой сети отведения стоков применяют специальный водопроток ярко-оранжевого цвета, имеющий условный проход 110 или 160 мм.
Оптимальная величина уклона труб
Данная характеристика важна в простых безнапорных канализациях, так как влияет на скорость движения стоков и работоспособность системы. Обычно выражается она в сантиметрах на метр водопротока или в % (перепад высот концов метровой коммуникации в 1 см означает, что ее наклон равен 1%).
Уклон труб зависит от их диаметра и в среднем для следующих типоразмеров составляет:
- 50 мм – 3 см/1 м (3%);
- 110 мм – 2 см/ 1 м (2%);
- 160 мм – 0,8 см/1м (0,8%).
При малом уклоне сток будет медленным и труба быстро заилится тяжелым оседающими на ее дне частицами. Слишком большой наклон коммуникаций также негативно влияет на их нормальное функционирование – сброс значительного количества стоков приведет к их расслаиванию и прилипанию тяжелой фракции по контуру внутренних стенок водопротока.
Категорически недопустим отрицательный уклон, при котором водопроток направлен не в сторону основного стока, а в обратную.
Вычисление объема септика
Требуемая вместимость простого автономного 2-х камерного сборника сточных вод высчитывается следующим образом:
Vсептика=0,2×Кж×3×1,2, где:
- Vсептика – объем септика, л;
- Кж – количество жильцов в доме, чел;
- 0,2 – среднее суточное водопотребления на 1 человека (200 л или 0,2 м3);
- 3 – коэффициент, определяющий то, что септик должен вмещать трехдневный канализационный сток от всех жильцов;
- 1,2 – поправочный коэффициент, применяемый для увеличения вместительности септика на 20%, которые занимает выпадающий на дно твердый осадок.
Для семьи состоящей из трех человек объем септика составляет Vсептика =0,2×3×3×1,2=2,16 м.куб
Недопустимо использовать для слива бытовых стоков простую, выгребную яму со стенками необлицованными кирпичом. Попадающие в нее нечистоты, впитываясь в вертикальную земляную толщу, будут интенсивно загрязнять почву и грунтовые воды. Наиболее выгодно и удобно применять для обустройства камер септика такую железобетонную конструкцию, как колодезное кольцо с диаметром 1 -1,5 м.
Проектирование ливневой канализации
Помимо сточных вод, поступающих из здания, необходимо удалять с участка и выпадающие на него атмосферные осадки. Для этих целей служит специальная ливневая канализация (ливневка), состоящая из открытых водостоков (наземных желобов) отводящих большое количество воды в центральный специальный городской коллектор, отдельный домашний колодец, открытую сточную канаву, расположенный неподалеку водоем.
Категорически запрещается сбрасывать такие стоки в бытовой септик – в случае частых и интенсивных осадков он будет быстро наполняться и засоряться содержащимся в воде песком и землей.
Расчет ливневых канализационных стоков, необходимый для правильного проектирования системы водоотведения, производится по следующей формуле:
Vливневых стоков=Оср.×S×φ, где:
- Vливневых стоков – объем ливневых вод, который необходимо отвести при помощи канализации;
- Оср. – интенсивность осадков, выпадающих в регионе (л/сек);
- S – площадь, с которой будет производится сбор ливневых вод для отведения в канализацию, га;
- φ – коэффициент водопоглощения материала, с которого будет производиться сток в ливневку.
На основе расчетов подбирается водоотводящий открытый лоток с определенным проходным сечением.
Необходимо рассчитать объем ливневых вод и подобрать оптимальный по сечению вид водоотводящих лотков для полностью бетонированного участка (φ бетона =0,85), расположенного в Подмосковье (Оср.г=80л/сек), площадью 500 м2 (0,05 га) с домом, имеющим кровлю (φ=1) площадью 60 м2 (0,006 га).
Vливневых стоков = (Оср.×S×φ) участка+(Оср.г×S×φ) кровли. = (80×0,05×0,85)+(80×0,006×1)=3,88л/сек.
Исходя из такого количества осадков, подбирается канализационный ливневый лоток, способный при сильных дождях пропускать объем воды на 20-25 % выше полученного результата.
Водопропускная способность различных наземных водостоков.
Расчет канализации — учесть все нюансы
Грамотный гидравлический расчет канализации для частного дома, диаметр труб, пропускная способность стоков, количество человек — все это способствует недопущению появления частых засоров и поломок в системе. Позволяет собственнику жилья экономить значительные денежные средства на проведении ремонтных работ.
Провести расчет канализации можно при помощи действующих санитарных правил, либо математических формул. Второй вариант для многих покажется трудным. Поэтому лучше воспользоваться СНиП.
Виды расчетов
Расчет канализации многоквартирного дома и частного подразумевает следующие процедуры:
- Определение уклона сточной системы по отношению к септику;
- Поиск оптимального расстояния от деталей системы до важных объектов (для обустройства наружной канализации);
- Гидравлический расчет канализации;
- Вычисление количества материалов, необходимого для работы.
Расчет наклона
Угол наклона трубы устанавливается с целью обеспечения скорости движения воды и других отходов. Этот параметр в идеальных условиях должен составлять порядка 70 сантиметров в секунду. Такую скорость принято называть самоочищающейся, то есть она обеспечивает наименьшую вероятность засорения канализации.
В настоящее время для определения минимально необходимого угла наклона можно применить одну из многих современных методик. Однако проводить расчеты не имеет смысла, потому что оптимальное значение давно известно. Здесь важно просто руководствоваться диаметром используемых труб:
- Значение угла наклона будет составлять 3 сантиметра на каждый метр системы при использовании труб с диаметром 40-50 миллиметров;
- Значение угла наклона будет составлять 2 сантиметра на каждый метр системы при использовании труб с диаметром 85-100 миллиметров.
Стоит отметить, большинство мастеров придерживаются мнения о том, что с большим наклоном канализация будет лучше функционировать. И такая точка зрения ошибочна.
Максимальное значение угла должно составлять не больше 15 сантиметров на каждый метр магистрали. Подвох заключается в том, что стоки, проходящие по трубам, не являются однородной массой. Если угол будет больше обозначенного значения, то в системе происходит расслоение стоков, и твердые субстанции будут оставаться на стенках.
В качестве примера исключения можно привести лишь те участки, имеющие протяжность не более 1,5 метра, и примыкающие непосредственно к сантехнике. Здесь параметр угла может быть любым
Расчет наклона в наружной системе
Во время проведения монтажных работ наружной канализации стоит придерживаться требований, касающихся соблюдения угла наклона в системе:
- При использовании деталей, имеющих диаметр 150 миллиметров, должен соблюдаться угол 8 миллиметров на каждый метр;
- При использовании труб, имеющих диаметр 200 миллиметров, должен соблюдаться угол 7 миллиметров на каждый метр.
Наклон ливневой канализации
В этом вопросе важно помнить, что расчет канализационных стоков необходимо проводить как для деталей основной магистрали, так и для водоотводной канавы. Наименьшее пороговое значение, которое следует соблюдать для этих ответвлений, будет зависеть от типа покрытия, а также диаметра. Искомый параметр должен быть не меньше 3%. Однако зачастую его увеличивают до значения в 5-7%. Говоря непосредственно о трубопроводе, минимальное значение угла наклона будет рассчитываться с учетом идентичных признаков, о которых говорилось ранее.
Расстояние от системы до важных объектов
Для расчета расстояния от деталей наружной сточной системы необходимо учитывать тот факт, что даже аварийная ситуация на трубопроводе не должна причинить вреда экологической обстановке. По этой причине, на основе действующих санитарных норм и правил, прописанных в СНиП, минимальное значение расстояния до важных объектов должно быть таким:
- Не менее 5 метров от септика до ближайшего жилого дома.
- 30 метров от канализации до ближайшего водоема.
- 20 метров до скважины с питьевой водой или колодца.
- 3 метра до дерева.
- Не менее 20 метров до дороги или границы участка.
- Не менее 20 метров до реки или ручья.
Выполнения вышеназванных санитарных норм находится под контролем органов власти, а также санэпидемстанции. В случае выявления несоответствий на участке, собственник может быть привлечен к административной ответственности. При этом канализационную систему придется полностью переоборудовать согласно действующим правилам.
Также стоит отметить, что в нормативах отсутствует пункт, регулирующий глубину септика. По этой причине в процессе его оборудования ориентироваться необходимо на трубу, подходящую к корпусу под наклоном. По вопросу глубины промерзания особо заморачиваться не стоит, потому что внутри септика постоянно поддерживается плюсовая температура за счет органического разложения стоков.
Гидравлический расчет
Чтобы выполнить гидравлический расчет системы водоотведения необходимо провести:
- Расчет диаметра канализационной трубы;
- Расчет степени наполненности системы.
Стоит отметить, что в гидравлические расчеты подпадает и определение угла наклона. Однако чаще всего монтажники используют уже известные параметры.
Степень наполненности
Расчет канализации для частного дома предусматривает неполное заполнение водостока. По своей сути пропускная способность канализационных труб нуждается в небольшом запасе, направленном на обеспечение вентиляции, а также для пропуска различных крупногабаритных предметов.
Оптимальная величина наполняемости трубопровода зависит от того, какого диаметра используются трубы в системе:
- Коэффициент 0,6 подходит для канализации с диаметром труб от 150 до 250 миллиметров;
- Максимальная наполняемость 0,7 подходит для канализации с диаметром труб от 300 до 400 миллиметров;
- Максимальная наполняемость 0,75 подходит для канализации с диаметром труб от 450 до 900 миллиметров.
Диаметры труб
Использовать сложные математические формулы для расчета диаметра трубы не нужно, так как есть уже готовые оптимальные значения, используемые повсеместно:
- Отведение стоков в санузле обеспечивается трубой в 100-110 миллиметров;
- С идентичной целью в ванной комнате или кухне можно использовать деталь в 50 миллиметров;
- Идеальная пропускная способность стояка канализации обеспечивается трубой в 110 миллиметров.
Важно помнить, что при монтаже канализации не допускается перепадов уровней на протяжении всего трубопровода. Расчет канализации многоквартирного дома должен выдать оптимальную скорость потока, которая обеспечит высокие эксплуатационные характеристики системы.
Подсчет материалов
После того, как канализация для 4 человек будет полностью просчитана, можно переходить к этапу подсчета необходимого количества труб и иных материалов для работы. Такие действия помогут собственнику понять стоимостью проекта и правильно сформировать бюджет будущих работ.
Для выполнения поставленной задачи следует нарисовать план участка или квартиры и перенести на него каждый элемент сточной системы. После этого провести конечный подсчет длины трубопровода не вызовет трудностей.
Видеообзор:
Расчет автономной канализации для частного дома
Водоотведение на загородном участке – жизненная необходимость. Устроенная по всем правилам строительной науки автономная канализация способна обеспечить комфортное проживание на даче в течение всего года даже большой семье. Но каким бы ни был примененный метод для ее монтажа, в основе его грамотный и точный математический расчет. Как рассчитать такую канализацию на определенное количество человек и так ли это необходимо?
От чего зависит расчет
Загородное жилье не всегда используют в течение всего года и для всей семьи. Поэтому основным фактором, влияющим на расчет канализации загородного дома, является количество человек и длительность их прибывания на даче. Собственно, от этого зависит и тип устраиваемой канализации.
Разновидностей автономных канализационных сетей существует немало. Рассчитать их по одной стандартной схеме невозможно, поскольку каждая из них имеет свои особенности: возможность подключения к системе канализации, объем накопительной емкости, степень, скорость очистки сточных вод, количество проживающих человек и т.д.
Современным вариантом автономной канализации, которую можно рассчитать, является септик. Его относят к локальным очистным сооружениям (ЛОС). Принцип действия такой же, как и у больших очистных сооружений. С помощью нескольких стадий очистки, фильтрации, отстаивания, сточные воды могут быть очищены на 98%, и быть вполне пригодны для различных технических нужд.
На расчетные характеристики автономной системы водоотведения влияют также:
- Глубина заложения трубопровода;
- Количество сантехнических приборов;
- Тип и особенности грунта, в который будет заложена наружная часть автономной канализации.
Расчетные параметры стандартного гидравлического расчета автономной канализации частного дома регламентирует СНиП 2.04.03-85. «Канализация. Наружные сети и сооружения». Данный свод правил вводит такие понятия, как:
- Санитарно-защитная зона – зависит от типа канализационного сооружения, объема его производительности, исчисляется в метрах;
- Средний расход сточных вод – зависит от коэффициента неравномерности притока сточных вод в канализации, и расхода их на производственные нужды;
- Удельное среднесуточное водоотведение на одного жителя населенного пункта – показатель объема усредненный, однако принимается за основу в большинстве расчетов систем канализации. Для города – 500-550 л/с, для сельских населенных пунктов – 125-150 л/с.
Если талые и дождевые воды, отводимые в ливневку, замыкаются в септике, то их также принимают в расчет, как дополнительный объем сточных вод для основной канализации.
В этом же СНиПе приводится гидравлический расчет самотечной канализации, с применением параметров сечения трубопроводов, шероховатости их стенок и скорости движения стоков по ним. Дополнительные требования и описание принципов действия различных канализационных систем, в том числе и автономных, содержит СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
Порядок проведения расчета септиков
На полноценное функционирование автономной системы канализации влияет множество параметров. Обычно компании производители ограничиваются лишь основными, не вдаваясь в расчеты физических величин и зависимостей.
Главным показателем расхода объема воды является количество сантехнических приборов и их усредненное потребление водных ресурсов, зависящее от количества проживающих человек.
Расчетные характеристики являются приблизительными и не принимаются как окончательные. В среднем, на одного человека принимается среднесуточный объем стоков в районе 150-200 л/с.
Далее определяется количество людей, проживающих на участке, которое напрямую влияет на выбор производительности конкретной модели септика и его размеры.
Уровень грунтовых вод необходимо обязательно учитывать при выборе типа автономной канализации. Главным и неизменным условием является отсутствие прямого попадания сточных вод в грунтовые. При высоком уровне грунтовых вод (менее 50 см от уровня поверхности) применяются установки с накопительным колодцем. В остальных случаях возможно использование инфильтраторов, дренажных систем, почвенной доочистки и т.д.
Некоторые особенности установки различных видов септиков
Автономная канализация частного дома состоит из 3 частей:
- Внутрення часть – сантехприборы, соединительные трубы;
- Наружная часть – септик, накопительный или фильтрационный колодец;
- Трубопровод, соединяющий внутреннюю и наружную часть канализации.
Для наружной трубы, выходящей из дома, практичнее всего использовать трубы ПВХ, ПП. Ее размеры зависят от удаленности септика, а диаметр не менее 100-110мм. Также, при их прокладке необходимо соблюдать уклон 2-3 см на 1 погонный метр.
Современные септики нередко оснащаются насосным оборудованием. Их разделяют на самотечные и с принудительной откачкой. В обоих случаях сети электроснабжения заглубляются в грунт, должны быть изолированы от повреждений и защищены гофроканалом или полиэтиленовой трубой диаметром 20 мм.
Септики, в которых исключен контакт сточных вод с почвой, могут быть удалены от частного дома всего на 3-5 метров. Для канализационных систем с почвенной доочисткой существует целый ряд ограничений по удалению от объектов на участке, в зависимости от их конструкции и фильтрационной способности.
Бетонные септики устраивают из нескольких колодцев, сопряженных соединительными отрезами труб в верхней их части для оттока осветленных вод. Для этого применяют стандартные бетонные кольца. Размеры: диаметр –1,5 м, высота – 90 см.
Производительность септика также определяют исходя из объема залпового сброса воды. Эта характеристика обозначает тот объем сточных вод, которые септик способен принять за один раз, отфильтровывая их в своем обычном режиме. Бетонные септики, устраиваемые своими руками на даче, способны перерабатывать 1-5 кубических метров сточных вод в сутки, в зависимости от наличия фильтрационной системы, применения бактериологических добавок и прочих катализаторов данного процесса.
Септики, производимые специализированными компаниями, типа Топас, Септик-Танк, Тверь, Термит, рассчитаны на значительно больший объем залповых сбросов стоков, с последующей их фильтрацией до 98%. Например, недорогой бытовой септик Топас-6, при своей невысокой мощности всего в 1,5 кВт, способен переработать до 1,5 куб. метров стоков в сутки, и обеспечить полноценной канализацией 6 человек. Однако существуют комплексные локальные очистные системы, способные перерабатывать до 3500 куб. метров стоков в сутки, рассчитанные на значительно большее количество человек.
Каким бы ни был ваш выбор септика для дачного участка, расчет его – инженерная задача, для грамотного исполнения которой необходимо достаточно знаний и исходных данных. В наше время всю эту информацию возможно получить на специализированных сайтах компаний, ведомств и специализированных порталах и форумах. Только после этого расчет и установку септика для всей семьи можно сделать на своем дачном участке своими руками!
Калькулятор расчет уклона канализации для частного дома
Сложно представить современный дом без системы канализации. Она является необходимым элементом коммуникаций, обеспечивающим комфортное проживание.
Существует 2 вида канализации:
- напорная (внутри стоковых труб устанавливается насос, который ускоряет выведение отходов в выгребную яму. В этом случае уклон труб не имеет никакого значения);
- самотечная (сток происходит под действием силы тяжести. Чтобы обеспечить нормальный вывод отходов необходимо устанавливать трубы под определенным уклоном).
Напорная канализация имеет свои преимущества, однако требует немалых затрат и регулярного техосмотра. Поэтому большей популярностью пользуются самотечные канализационные системы. Однако и тут есть свои нюансы. В частности, необходимо четко знать под каким углом прокладывать трубы и каким диаметром.
Это мы и постараемся выяснить.
Зачем нужен угол уклона канализационных труб
Что, если сделать угол наклона слишком маленьким или слишком острым? И тот, и другой вариант будет неверным. Дело в том, что от угла уклона зависит скорость вывода нечистот: медленный вывод приведет к тому, что вода из раковины и умывальника будет уходить медленнее. Как следствие — неприятных запах, крупные частицы и жир будут оседать внутри труб. Вам придется чаще чистить сток.
Та же проблема происходит, когда канализация установлена под острым углом. Во-первых, крупные частицы, которые могут повредить систему и привести к ее преждевременному выводу из строя. Во-вторых, мусор будет забиваться на стыках и поворотах, образуются скопления и, как следствие, вода не будет проходить.
Что влияет на угол уклона канализационных труб
Угол наклона трубы зависит от нескольких факторов:
- Тип трубы
- пластиковая (поверхность пластика гладкая и ровная, а значит, они меньше засоряются, скорость стока быстрее. По этой причине угол уклона должен быть меньше);
- чугунные (долговечные, но их поверхность шероховатая, проходимость ниже. Поэтому при установке труб необходим больший уклон).
- Диаметр трубы (зависит от количества отходов. Чем больше воды вы спускаете в канализационную систему, тем больше она должна быть. Слишком узкая труба не сможет обеспечить оптимальную пропускную способность, в итоге, вода будет уходить медленнее, трубы начнут заиливаться и протекать. Появится неприятный запах).
Как установить правильный угол уклона канализационной трубы
Для того, чтобы установить правильный уклон, не нужно изобретать велосипед. Согласно исследованиям СНиП оптимальной скоростью выведения отходов по канализационным трубам диаметром 150 — 200 мм является 0.70 м/с. Это при условии, что труба будет заполнена на 50-60%, но не менее, чем на ⅓. При таком раскладе обеспечивается нормальное выведение жира, мелких и крупных частиц. Максимально допустимый уклон — 15 см/м.
Также существует отдельная формула, благодаря которой можно с точностью вычислить необходимый угол наклона:
V*√(H/d)>K
где:
K — коэффициент для пластиковых (0.5) и металлических (0.6) труб;
H — степень наполнения трубы;
V — скорость движения отходов;
d — внутренний диаметр трубы.
Можно воспользоваться формулой Коллбрука-Уайта:
v=-2√2gDI*log_10 ((K/3.71D+2.5LV/(D√2gDI)
v — средняя скорость потока;
g — свободное падение;
D — внутренний диаметр трубы;
I — гидравлический уклон;
K — шероховатость трубы;
V — вязкость сточных вод.