Как рассчитать уклон канализационной трубы

Если вы замечаете, что сток в вашу канализацию замедленный и при этом вы полностью уверены, что канализационный слив не забит отходами, то ваша проблема гораздо серьезнее. Для того чтобы нормально функционировать, канализационная система должна иметь определенный уклон канализационной трубы (min - max). Иными словами, поток должен иметь достаточный разбег, чтобы благополучно и эффективно нести отходы в канализационную систему.

Минимальная скорость потока санитарно-канализационных трасс необходима для обеспечения оптимального удаления отходов и обычно составляет 0,6-0,9 м/сек. Физика гидравлического потока такова, что при этой скорости удаление сточных отходов будет осуществляться самотеком.

Какой уклон считается оптимальным и как его измерить

Канализация в доме или офисе отводит стоки либо в муниципальную, либо в септик-систему. Имеется один или два фановых устройства, которые собирают воду от различного сантехнического оборудования (раковины, ванны, унитазы). Как правило, для этого используются 1,5 дюймовые трубы. С другой стороны, основной сток обеспечивается трубами 3, 4 или 5 дюймов в зависимости от местоположения.

Важно! Принцип каждого сантехнического устройства в том, что вода всегда течет вниз.

Подходящий уклон канализационной трубы также сохраняет воду для создания сифонов. Максимальное смещение от горизонтали определяется ее шириной. Для небольших диаметров (1,5”) максимальный сток составляет 2,03 см на каждые 1 м трубы. Соответственно, трубы еще большего диаметра могут иметь меньший уклон, так для 8” он будет составлять 0,51 см на каждый м.

Важно! Чтобы определить правильную работу системы, достаточно двух уровней для надежного измерения разницы в высоте между противолежащими концами.

Сделайте следующее:
измерьте расстояние от расчетного объекта вниз, обозначив, таким образом, случайную точку пространства. Помните, вы воображаете, что ваша труба - гипотенуза прямоугольного треугольника. Поэтому взятая произвольно точка является вершиной острого угла этого треугольника. Предположим, что измерение составляет 25 см.

измерьте расстояние от этой произвольно взятой точки вдоль нее, предположим, у вас получилось 37,5 см.

разделите первое измерение на второе: 25: 37,5 = 0,667 и получите уклон в перспективе.

Как рассчитать сток канализации

Более точные расчеты можно сделать, связав уклон со скоростью потока воды, диаметром трубы, коэффициентом шероховатости и расходом воды. Как правило, в таких расчетах используется уравнение для воды, стекающей под давлением силы тяжести.

Уравнение для труб круглого сечения с полным заполнением имеет следующий вид:

V = (1.49/n)(Rh2/3)(S1/2), где
V - скорость потока, м/с;
S - уклон трубы, м/м или безразмерная ед.;
n - коэффициент шероховатости Маннинга (эмпирический, постоянный, безразмерный):
Rh - гидравлический радиус = площади/периметр смачивания:
Для круглой трубы с полным смачиванием
Rh = (πD2/4)( πD) = D/4

Таким образом, уравнение для расчета принимает вид:

V = (1.49/n)(D/4)2/3(S1/2)

Взаимосвязь между скоростью потока и площадью сечения (Q=A*V) может использоваться для расчета расхода воды на основании выше приведенного уравнения. Таким образом, расход воды в канализации под влиянием силы тяжести составит:

Q = (πD2/4)V = (πD2/4) (1.49/n)(D/4)2/3(S1/2).

Пример расчета уклона

Для устройства канализации использован пластиковый материал:

Расчетное количество расхода воды (исходя из суточной нормы на одного человека) 14 л/с (Qmin)
Необходимая скорость 0,9 м/с (Vполная)
Коэффициент шероховатости пластикового материала по Маннингу 0,009 (n).
Найти сочетание стандартного диаметра трубы и уклона канализации, чтобы соответствовать двум критериям Qполная > Qmin и Dполная > Dmin.

Решение вопроса как рассчитать уклон
В качестве первого шага рассчитываете диаметр трубы, необходимый для обеспечения полной скорости потока Vполная = 0,9 м/с, когда канализация пропускает заданный расход воды. Уравнение Q=A*V позволяет это сделать, подставляя заданные значения, в формулу: 0.014 = 0,9 (πD2/4) и производя обратные вычисления, получаете результат: D = 0,045, что, приблизительно, соответствует стандартной трубе 2”.

Теперь с помощью уравнения V = (1.49/n)(D/4)2/3(S1/2), рассчитайте уклон трубы, подставляя в него найденное и заданные значения:

0,9 = (1,49: 0,009)(50:4)2/3(S1/2).

Из этой формулы, проведя обратные вычисления S = (0,9:(1,49:0,009)(50:4)2/3)2 , получается, что угол уклона канализации при заданном расходе воды и диаметре трубы составит S = 0,012.

Статья написана при участии сайта ЭкспертТруб.Ру