При строительстве водопровода, септика или газопроводной магистрали нужно провести вычисление объема воды заполняемого трубопровода. Этот показатель поможет правильно подобрать расширительный бачок, вместимость которого должна быть не более 10% всей воды, находящейся в трубах. В маркировке изделий размеры могут указываться в дюймах, поэтому перед расчетами их переводят в сантиметры.
Зачем может понадобиться расчет воды в трубе
Правильный расчет объема воды в трубе важен при проектировании системы отопления
В водопроводной системе частного дома находятся магистраль из труб, радиаторы, запасник для жидкости – мембранный бак, а также бойлеры, котел и другие приборы. Теплый пол представляет собой систему из выложенной металлопластиковой магистрали, содержащей теплоноситель в определенном объеме. Чтобы полностью заполнить систему и знать, сколько купить дистиллированной воды, нужно заранее посчитать ее общий объем.
При заполнении отопительной системы антифризом или другой незамерзающей жидкостью в целях экономии необходимо знать объем трубы. При покупке концентрированного антифриза его нужно будет разбавить наполовину, поэтому большее количество жидкости обойдется дороже, да и концентрация будет рассчитана неправильно.
При расчете объема используется:
- внутренний диаметр стенок труб,
- длина участка или всей магистрали.
В случае разницы во внутреннем сечении каждый участок рассчитывается отдельно и потом числа суммируются.
Распределительный узел отопления многоквартирного дома
Кроме магистрали необходимо учитывать внутренний объем следующих приборов:
- Мембранного бака. Эту информацию можно прочитать в техническом паспорте либо проверить самостоятельно, залив в него определенное количество жидкости.
- Радиаторов. Эти данные также находятся в паспорте изделия. Объем одной секции умножают на их количество по всему дому.
- Различные узлы, сложные разводки, коллекторы также содержат некоторый объем жидкости, который трудно посчитать из-за большого количества арматуры, переходников, кранов.
Третий показатель обычно не учитывают, так как это количество считается погрешностью и особо не влияет на работу водопроводной и отопительной системы.
Для канализации
Зависимость диаметра канализационных труб от области использования
Важно посчитать объем воды в трубе и потенциальные возможности магистрали при обустройстве септика, так как недостаток диаметра может привести к плохому оттоку жидкости из дома и засорению канализации. Если количество бытовых приборов в доме по расходу воды превышает возможности канализационных труб, жидкость будет заполнять магистраль полностью. Если они при этом не утеплены, зимой возможно замерзание стоков внутри и блокировка магистрали. Ледяная пробка также может спровоцировать разрыв трубы в слабом месте, например, на стыках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, так как чугунная поверхность шершавая изнутри и постепенно в ней накапливается ил – слой органики, который сужает просвет и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше – они идеально гладкие внутри, органические частицы не могут прикрепиться к стенкам, поэтому расчетный объем можно дополнительно не увеличивать.
Объем внутренних канализационных труб не должен быть больше, чем наружная магистраль. Это приводит к возникновению засоров на участке, где стыкуются внутренняя и внешняя канализационная труба. Тот же принцип применяется для внутренней разводки – объем жидкости от бытовых приборов не должен превышать объем, который способен вместить главный стояк в доме.
Для скважины
Формула расчета объема скважины
Важно рассчитать объем жидкости в скважине, так как ее дебит (производительность) должен обеспечивать нужный объем за единицу времени, иначе бытовые приборы будут работать плохо. Нужно учитывать количество кранов в доме каждый из них за час способен выдать половину кубометра жидкости. Объем скважины учитывается при подборе мощности насоса – если дебит меньше производительности насосной станции, она будет выкачивать воду полностью. Так можно привести оборудование в негодность. По правилам мощность насоса не должна превышать дебит скважины.
Дебит способен меняться в зависимости от времени года: летом жидкости меньше, если скважина питается от верховодки, меньше меняется, если труба заложена в грунтовые воды и практически не меняется, если бурение проводилось на известняк скважина глубокая артезианская.
Как правильно рассчитать объем воды в трубе
Расчет объема трубы
При расчетах рекомендуется самостоятельно проверять размеры внутреннего сечения труб с помощью штангенциркуля. Если измерительное устройство не предназначено для измерения внутреннего диаметра, тогда меряют отдельно внешний и толщину стенки, а затем из большего вычитают меньшее – это и будет искомое число. Его и нужно использовать в расчетной формуле. Объем жидкости вычисляют с помощью следующих чисел:
- r – радиус внутренней окружности, диаметр делят на 2,
- число π (пи) – постоянная математическая величина, которая является отношением длины окружности к ее диаметру и равняется 3,14,
- 100 см – длина участка трубы, по которому проводится расчет, можно взять другое значение.
Формула определения площади сечения неполностью заполненных труб
Объем вычисляют в метрах кубических по формуле: V=100 x πr2. По такой же формуле можно высчитать внутренний объем септика цилиндрической формы или мембранного бака.
Чтобы перевести длину участка водопроводной трубы в литры, нужно объем умножить на 1000, так как в 1 кубометре 1000 литров воды. Вес воды в трубе объемом 1 кубический метр равняется 1 тонне.
При расчетах фактических показателей нужно иметь ввиду, что пропускная способность трубы зависит также от материала, из которого она изготовлена. Например, пластиковые изделия имеют большую пропускную способность, а стальные на порядок меньше из-за наличия шероховатостей внутри. Поэтому вычисления делаются на каждый участок отдельно, если они изготовлены из разных материалов.
Еще один важный показатель – единица измерения. В трубопрокате используются две: в миллиметрах и дюймах. Дюйм – это 25,4 мм или 2,54 см.
Таблица размеров труб в дюймах/миллиметрах:
| Размер трубы в дюймах | Внешний диаметр | Внутренний диаметр |
| 1 | 33,5 | 25 |
| 3/4 | 26,8 | 20 |
| 1/2 | 21,3 | 15 |
| 3/8 | 17 | 10 |
| 1/4 | 13,5 | 8 |
| 2 | 60 | 50 |
| 3 | 88,5 | 80 |
Если планируется только строить водопровод, расчеты проводят заранее, чтобы соизмерить их с мощностью насоса и дебитом скважины, а также объемом канализационных труб.
Когда водопроводная система уже находится в эксплуатации и есть потребность, к примеру, увеличить септик, можно воспользоваться таблицей, которая без калькулятора дает точное значение объема. При этом измерить можно будет только внешний диаметр, хотя для подсчета количества жидкости в трубах нужен именно внутренний. Для этого берут среднюю толщину стенки пластиковой или металлической трубы, исходя из ее диаметра и вычитают из размера внешнего диаметра. Можно получить значение объема на 1 погонный метр. Если магистраль длинная, на 10 или 100м. Эти расчеты актуальны для подпольного отопления, где металлопластиковые или медные трубы укладываются близко друг к другу.
Таблица соотношения внутреннего диаметра и объема жидкости в литрах:
| Внутренний диаметр | В 1 метре | В 10 м | В 100 м |
| 8 | 0,0503 | 0,503 | 5,03 |
| 10 | 0,0785 | 0,785 | 7,85 |
| 12 | 0,1131 | 1,131 | 11,31 |
| 14 | 0,1539 | 1,539 | 15,39 |
| 16 | 0,2011 | 2,011 | 20,11 |
| 18 | 0,2545 | 2,545 | 25,45 |
| 20 | 0,3142 | 3,142 | 31,42 |
| 22 | 0,3801 | 3,801 | 38,01 |
| 24 | 0,4524 | 4,524 | 45,24 |
| 26 | 0,5309 | 5,309 | 53,09 |
| 28 | 0,6158 | 6,158 | 61,58 |
| 30 | 0,7069 | 7,069 | 70,69 |
| 32 | 0,8042 | 8,042 | 80,42 |
| 34 | 0,9079 | 9,079 | 90,79 |
| 36 | 1,0179 | 10,179 | 101,79 |
| 38 | 1,1341 | 11,341 | 113,41 |
| 40 | 1,2566 | 12,566 | 125,66 |
| 42 | 1,3854 | 13,854 | 138,54 |
| 44 | 1,5205 | 15,205 | 152,05 |
| 46 | 1,6619 | 16,619 | 166,19 |
| 48 | 1,8096 | 18,096 | 180,96 |
| 50 | 1,9635 | 19,635 | 196,35 |
| 52 | 2,1237 | 21,237 | 212,37 |
| 54 | 2,2902 | 22,902 | 229,02 |
| 56 | 2,4630 | 24,630 | 246,30 |
| 100 | 7,8540 | 78,540 | 785,40 |
| 110 | 8,6590 | 86,590 | 856,90 |
Трубы с диаметром больше 110 мм редко применяются при подводе и отводе воды из частного дома, поэтому значения их объема не указаны. Такие трубы используются в городских канализациях и для отвода стоков из многоквартирного дома. При этом объем жидкости рассчитывается с учетом дополнительных параметров, например, сопротивления труб из стали или чугуна.
Рекомендуется при подсчете объема воды для частного дома округлять величины в сторону увеличения на случай, если придется устанавливать дополнительные точки водозабора.