Давление воды в водопроводе: единицы измерения, нормы, способ расчета

В чем измеряется давление воды в водопроводе холодного или горячего водоснабжения? Каким образом снимаются замеры давления? Существуют ли какие-то нормативные границы его значения? В этой статье мы постараемся ответить на эти вопросы, а заодно научиться рассчитывать падение давления в водопроводе с известными параметрами.

Водомерный узел. Приборы измеряют расход воды и давление после водосчетчика.

Единицы

Для начала выясним, какие единицы измерения давления воды в водопроводе используются в настоящее время.

Атмосфера

Эта единица соответствует атмосферному давлению на уровне моря. Здесь, однако, есть небольшая тонкость: речь идет об избыточном давлении относительно атмосферного. Его значение в водопроводе в 0,2 атмосферы, показанное манометром, соответствует абсолютному значению в 1,2 атмосферы.

Полезно: вместо слова “атмосфера” часто используется равноценное понятие – кгс/см2.
Физический смысл единицы – усилие, с которым масса в 1 кг при земном ускорении свободного падения будет давить на площадь в 1 см2.

Бар

Устаревшая единица измерения, заимствованная из использовавшейся до СИ системы измерений СГС. О ней достаточно знать, что бар приблизительно (с точностью около 2%) равен атмосфере. Довольно часто манометр для измерения давления воды в водопроводе имеет две шкалы – в барах и мегапаскалях.

Мегапаскаль

Паскаль соответствует одному ньютону на квадратный метр поверхности. Поскольку масса в один килограмм давит на основание с силой в 9,8 ньютонов, 1 мегапаскаль примерно соответствует 9,8 кгс/см2. Иногда это значение округляют до 10.

Напор

Под понятием напора, измеряемого в метрах, понимается высота водяного столба, соответствующая определенному избыточному давлению. Как узнать напор при известных показаниях манометра в кгс/см2? Достаточно просто умножить их на 10: одна избыточная атмосфера способно поднять водяной столб на 10 метров.

Таблица перевода некоторых единиц измерения.

Замеры

Прибор для измерения давления воды в водопроводе, как известно, называется манометром. Цена наиболее доступных манометров начинается примерно от 150-200 рублей; впрочем, цифровые устройства могут обходиться в единицы и даже десятки тысяч.

Недорогой прибор отечественного производства.

Способ измерения интересующего нас параметра своими руками прост донельзя:

1. Подмотанный льном или другим герметизирующим материалом прибор вкручивается в контрольный вентиль.
2. Вентиль открывается, после чего снимается замер.

Контрольные вентиля для снятия замеров всегда присутствуют в элеваторном узле (подача, обратка и смесь после элеватора) и в водомере (как правило, до и после счетчика). При необходимости снять замер в произвольной точке системы водоснабжения это несложно сделать, вкрутив манометр вместо заглушки в один из стояков и запустив его.

Как всегда, есть ряд тонкостей.

• Чтобы составить детальную картину работы водопровода, измерения нужно проводить в пик водоразбора, приходящийся на вечерние часы.
• Постоянно подключенный к водопроводу прибор довольно часто “залипает”: стрелка застревает в одном положении. Чтобы этого не произошло, вместо контрольного вентиля ставится трехходовой кран с дренажным отверстием, позволяющий сбросить воду из его корпуса после замера.

Трехходовой кран.

• Латунная трубная резьба постоянно снимаемого прибора быстро изнашивается. Решить проблему поможет простая инструкция: снабдите манометр стальным удлинителем.

Нормативы

Вот нормы давления воды в водопроводе, содержащиеся в действующем СНиП 2.04.01-85.

Как несложно подсчитать, давление воды в городском водопроводе в общем случае может отличаться от его значения на верхнем этаже всего на 0,25 МПа, что соответствует напору в 25 метров. При большей высоте здания на средних этажах должна устанавливаться промежуточная подкачка.

Однако: на практике все знакомые автору насосные станции располагаются в подвале дома или в отдельном строении.
При их работе на первых этажах в точках водоразбора вполне может быть 8 – 9 кгс/см2.

На фото – интерьер насосной станции.

На практике типовые значения давления в трассах и магистралях таковы:

• ХВС – 3 – 4 кгс/см2.
• ГВС – 3,5 – 6,5 кгс/см2.

Падение напора

При токе воды через трубу давление на выходе будет меньше, чем на входе.

Падение определяется несколькими факторами:

1. Диаметром трубы.
2. Ее длиной.
3. Шершавостью ее стенок.

Пластиковый водопровод обладает куда более гладкими стенками, чем любой металлический.

4. Скоростью потока в ней.

Для расчета используется формула H = iL(1+K).

В ней:

• H – падение напора в метрах. Чтобы перевести его в атмосферы, достаточно полученное значение разделить на 10.
• i – гидравлический уклон, определяющийся диаметром, материалом трубы и скоростью потока в ней.
• L -длина трубы в метрах.
• K – коэффициент, для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения принимаемый равным 0,3.

Где взять значение гидравлического уклона? В так называемых таблицах Шевелева. Приведем фрагмент одной из них, актуальной для новой стальной трубы размером ДУ15.

Значение 1000i – это гидравлический уклон при протяженности трубы в 1 км. Чтобы рассчитать значение i для погонного метра, достаточно разделить его на 1000.

Так, для стальной трубы ДУ15 длиной 25 метров при расходе воды через нее в 0,2 л/с падение напора составит (360,5/1000)*25*(1+0,3)=11,7 метра, что соответствует разнице давлений в 1,17 кгс/см2.

Приведенные значения гидравлического уклона актуальны для новых труб. Со временем известь и ржавчина увеличат их гидравлическое сопротивление и уменьшат просвет.

Заключение

Надеемся, что предложенная информация поможет читателю в реализации его собственных проектов. Узнать больше о том, какое давление воды в водопроводе считается нормой, позволит видео в этой статье. Успехов!