Оптимальный уклон труб для самотёка

Один из факторов, определяющих устойчивое и надёжное функционирования внешней канализации, – это правильная укладка коллектора с необходимым уклоном. Отклонение от оптимального значения приводит к засору трубы и отказу в работе. Как правильно выполнить расчёт и монтаж – способы, методы, рекомендации.

Введение

Уклон канализационной трубы – это технический термин. Обозначает разницу высот между двумя крайними точками коллектора. Другими словами, один край изделия покоится на горизонтальном основании, другой – приподнят над ним на какую-то величину.

Значение наклона

Минимальный уклон канализационной трубы должен обеспечить:

• устойчивое функционирование бытовой техники и сантехнических приборов;
• удаление сточных вод без остатка;
• приемлемую скорость потока.

То есть, не будет медленного оттока жидкости из кухонной мойки, ванны или унитаза. Оптимальный наклон коллектора способствует его наполнению, что, в свою очередь, обеспечивает устойчивый уход жидкости по магистрали. Впрочем, кроме необходимого угла, на скорость потока влияет внутренний диаметр трубы.

Расчёт угла

За основу могут приниматься величины, приведённые в СНиП (Санитарные Нормы и Правила). Другой путь – произвести математические расчёты. Минимальный уклон измеряется в градусах. Вычисляется по формуле:

ά = (ħ/ĺ)*100, где

• ά – значение уклона, выраженного в %;
• ħ – разница по высоте между двумя крайними точками; измеряется в метрических единицах, например, метр, миллиметр;
• ĺ – расстояние между реперными точками, по которым ведутся измерения; выражается в метрических единицах.

Наглядный пример расчёта:

Дано:

• ħ = 10 см;
• ĺ = 200 см.

тогда:

ά = (10/200)*100 = 5%

Для удобства перевода процентных значений в линейные величины можно воспользоваться таблицей:

Для приведённого примера, 5% примерно соответствует значение в 3°. Зная уклон канализационных труб на 1 метр, можно определить оптимальное положение всей магистрали.

Особенности наклона

Но величину наклона не всегда можно принимать за конечный результат. Это вызвано тем, что имеется ряд нюансов. Объясняется свойствами жидкости и особенностями материала коллектора.

Малый угол

Недостаточный перепад высот способствует замедлению потока жидкости. В результате низкой скорости, механические частицы, содержащиеся в сточных водах, оседают на стенки коллектора. Масложировые компоненты вступают с ними в химическую связь на молекулярном уровне. Образуется достаточно прочное соединение, способствующее образованию засора.

Это явление стало возможным из-за хороших свойств адгезии жировых веществ. Они прилипают к поверхности большинства материалов, используемых для производства канализационных труб, – чугуну, стали, асбесту, полимеру.

Большой угол

На первый взгляд, увеличив значения угла на уклон канализационных труб, можно создать скоростной поток и избежать негативных явлений оседания механических включений. На практике происходит с точностью «до наоборот». В магистрали создаются некоторые зоны, в которых возникает затор. Это объясняется:

• Вдоль стенки трубы всегда существует гидравлическое трение. Из-за взаимодействия с поверхностью материала, создаются водяные завихрения, тормозящие часть потока. Сопротивление становится сильнее при увеличении шероховатости корпуса. Особенно это свойственно чугуну. Поток влаги, цепляясь за структуру, теряет скорость. Твёрдые частицы оседают на стенку. Точно также происходит с масложировыми соединениями.
• Создание медленного потока в приграничной зоне, способствует разгону остального слоя жидкости. Результат – часть воды не увлекает за собой механические примеси. Нехватка жидкого «перевозчика» вызывает выпадение в осадок тяжёлых частиц и скрепление их со стенкой.
• Хорошей сцепке способствуют масложировые компоненты, успевающие из-за малой скорости потока, вступить в соединение с механическими частицами. Начинается развитие засора.

Последовательность образования засоров различна для чугунных изделий и полимерных деталей. В первых, начинают выпадать твёрдые вкрапления, с последующим склеиванием масложировой компонентой. В пластиковых изделиях первым в реакцию вступает жир. Он закрепляется на стенке, подхватывает механические частицы, – образуется затор.

Скоростное движение жидкости может вызвать срыв потока или, другими словами, создать «гидравлический удар». Это означает, что за «первой» волной образуется пониженное давление. Вследствие этого вероятен захват жидкости из сифона, выполняющего своеобразную роль гидрозатвора. Отсутствие такой жидкой заглушки, вызовет проникновение в помещение затхлых неприятных запахов из канализации.

Виды канализации

По месту прокладки коммуникаций, канализация подразделяется:

• внутренняя;
• наружная.

Общие требования к ним одинаковые, но имеется ряд различий.

Внутренняя система

К ней относятся:

• сантехнические приборы, – смеситель, унитаз, ванна, посудомоечная машина и т.п.;
• системы отвода стоков, – сифоны, гибкие шланги;
• канализационные изделия малого диаметра, до 50 мм, соединяющие источники грязной воды с основным стояком; сюда относятся отводы, тройники и т.п.;
• основной стояк и главный коллектор, собирающий стоки от всех источников и выводящий их наружу.

Для сбора и отвода воды в здании, где имеется много источников грязной воды, важно знать коэффициент наполненности трубы. Этот показатель определяет максимальное количество стоков, которые может пропустить магистраль.

Коэффициент определяет отношение уровня стоков к внутреннему размеру коллектора:

Q = ħ/ď, где

• ħ – уровень жидкости внутри коллектора, измеряемый в миллиметрах, сантиметрах или метрах;
• ď – внутренний максимальный размер проходного сечения трубы; измеряется в метрических единицах.

Оптимальные значения приводятся в СНиП 2.04.03.85. Для полимера коэффициент равен 0,5; чугуна – 0,6. Рекомендованные диаметры коллекторов:

• центральный стояк – 100 мм;
• унитаз – 100 мм;
• ванна, душ, биде – 30–50 мм;
• умывальник, кухонная мойка – 40–50 мм.

Угол наклона

Уклон канализационных труб, при расчётах в многоквартирном доме, определяется по сложным методикам. Не специалисту будет трудно разобраться в этих хитросплетениях. За многие десятки лет получены весьма точные практические результаты, которыми рекомендуется пользоваться, при прокладке канализации.

Самые протяжённые отрезки магистрали – это отвод от ванны или кухонной мойки (вкупе с моечной машиной). Величина наклона канализационных труб на один погонный метр отлична для разных диаметров:

• для Ø50 мм оптимальные значения перепада по высоте находятся в диапазоне 2,5–3,5 см;
• Ø90–100 мм – 2 см.

Как правило, в имеющихся зданиях, положения магистрали и основных стояков определены архитектурными проектами. Поэтому, при смене старых деталей на новые, достаточно отметить местоположения заменяемых изделий. Установка проводится по выполненной разметке.

Унитаз стыкуется к имеющейся магистрали. При полной замене чугунных изделий, новые, – пластиковые, монтируются с тем же наклоном.

Внешние коммуникации

Включает в себя магистраль со всеми атрибутами. Начинается от главного стояка в здании и заканчивается в сливном колодце (септике). Для крупных населённых пунктов устройство наружной конструкции сложнее, нежели для частного домостроения. Это многокилометровая сеть из труб, со смотровыми колодцами.

В малоэтажном строении – это коллектор от дома до накопительного колодца или собственного септика. Задача проста – отвести стоки из жилой зоны (или бани) и утилизировать их тем или иным способом.

Частная канализация и централизованный водосброс совпадают в применении наружных труб. Это рыжие изделия из ПВХ или полиэтилена. Могут быть гладкими или гофрированными. Такой выбор труб для внешних работ, обусловлен условиями эксплуатации:

• возможными отрицательными температурами;
• нагрузкой от насыпного грунта.

При укладке коллектора на своём участке, с целью обеспечения устойчивого самотёка, следует учесть ряд факторов:

• трубы целесообразно устраивать ниже точки промерзания грунта; или применять дополнительную теплоизоляцию;
• для проведения правильных операций по монтажу трубы, необходимо провести изыскательские работы и провести расчёт уклона, до начала основных работ;
• на перепад высот оказывает внутренний размер коллектора: для меньшего диаметра – больший уклон и наоборот;
• различный материал обладает отличными коэффициентами трения: большие показатели у чугуна и асбеста, меньшие – для пластика.

Уклон канализационной трубы в частном доме определяется применяемой трубой:

• для Ø 50 мм диапазон значений составит 0,025–0,035 метра на 1 погонный метр;
• Ø 100 мм, - 0,012–0,02;
• Ø 150 мм, - 0,007–0,01;
• Ø 200 мм, - 0,05–0,08.

То есть, наружная труба Ø 100 мм через 10 метров опустится на 12–20 см от исходной точки. При расчётах целесообразно брать средние значения. Минимальный наклон труб для внешней канализации рекомендуется брать на коротких прямых отрезках, до 2–3 метров длиной. То же самое относится к максимальным величинам перепада высот.