Угол наклона канализационной трубы

Канализационная система состоит из вертикальных и горизонтальных участков. В канализации самотечного типа на горизонтальных участках делают небольшой уклон канализационной трубы.

Типы канализационных систем

По способу перемещения сточных вод существует два типа канализационных систем – самотечные и напорные.

Самотечная канализация использует принцип перемещения стоков в направлении сброса под действием собственной массы. Движение провоцируется наклонным расположением трубопровода. Это наиболее распространенный тип канализационных систем.

Напорная канализация перемещает сточные воды принудительным путем, с помощью насоса. Фекальный насос поднимает сточную массу на нужную высоту. Напорную канализацию применяют в тех случаях, когда расположить трубопровод под нужным уклоном нельзя, соответственно,самотечный сброс невозможен.

Причины замены самотечной канализации напорной:

• Коллекторная труба находится ниже уровня централизованной канализационной сети. Подобная ситуация возникает при расположении здания в низине или наличии в подвале точек сброса стоков, например бассейна или сауны.
• Дом построен на участке с неровным рельефом (холмы, складки местности). Привязка к рельефу лишает возможности проложить трубопровод под нужным уклоном.
• По техническим условиям приходится применять трубы меньшего диаметра, чем положено в соответствии с расчетами. В этом случае при самотечном сбросе долго проходит вода и забивается канализация.
• Характеристики грунта не позволяют вырыть для коллектора траншею нужной глубины.

Стоимость оборудования и затраты на эксплуатацию напорной канализации выше по сравнению с самотечной. Для исправного функционирования системы необходима электроэнергия и трубы повышенной прочности. По этой причине самотечной канализации отдают предпочтение, если существуют условия для ее обустройства.

Зачем нужно рассчитывать уклон

Уклон трубы должен обеспечивать быстрый отвод воды и отсутствие отложений. При недостаточном уклоне плохо проходят стоки, труба быстро забьется. Если трубопровод наклонен в обратную сторону по отношению к направлению сброса, самотечная система вовсе неработоспособна.

Решение расположить трубопровод под максимальным углом наклона кажется очевидным только на первый взгляд. Чересчур сильно наклоненная труба слабо заполняется, резко уменьшается транспортирующая способность. Сточный поток пролетает настолько быстро, что вода не успевает захватить более плотные фракции, которые откладываются на стенках. Из-за недостаточного напора застревает габаритный мусор. Постепенно трубопровод заиливается и забивается.

Кроме того, при быстром сливе вследствие резкого перепада давления из гидрозатворов сантехники буквально высасывает воду. Неприятный воздух из канализации попадает в помещения.

Существует еще один негативный эффект от недостаточного заполнения трубы. Дополнительный приток выделяющихся едких газов к металлическим поверхностям вызывает ускоренную коррозию, сокращается срок службы.

Каким должен быть уклон канализационной трубы

Нормативные показатели уклона самотечных трубопроводов вычисляются по формулам из СП 40-102-2000 либо устанавливаются по таблицам в приложении В к СП 40-107-2003.С увеличением диаметра нормативные значения уклона становятся меньше.

Данный параметр показывает, насколько изменяется положение трубы по высоте в расчете на 1 погонный метр. Для практических целей такая единица измерения удобнее градусов.

Фактический уклон вычисляется по формуле:

где i– уклон, ∆h_в– перепад высот на концах трубы в м, l – длина трубы в м.

Также уклон измеряют в процентах. Для перевода в процентные единицы дробное значение надо умножить на 100%.

Для сохранения канализации в работоспособном состоянии фактическое значение должно соответствовать нормативному. Зная требуемую величину уклона и длину трубы, можно рассчитать перепад высот на концах трубы.

Пример

Уклон канализационной трубы 50 мм составляет 0.03, что соответствует 30 мм на 1 погонный метр. Общая протяженность 6.7 м. Рассчитать перепад высот по всей длине.

Таким образом, трубунадо монтировать с разницей высот на концах в0.201 м, или 20.1 см. При переводе в проценты 0.201 × 100% = 20.1%.

Прокладывать трубопровод с отличающимся углом наклона на отдельных отрезках недопустимо. В этом случае некоторые участки будут заиливаться.

Уровень наполнения

Диаметр и угол наклона трубы влияют на уровень наполнения стоками. С увеличением данных параметров при постоянном объеме сточных воднаполнение уменьшается.

Уровень наполнения Yопределяется следующим соотношением:

где h_с – высота уровня стоков в трубе в м, d – диаметр трубы в м.

Показатель уровня наполнения, равный 0, говорит о том, что труба пустая. Показатель, равный 1, свидетельствует о полном заполнении.

Трубопровод не должен быть заполнена 100%, частичное наполнение обеспечивает отвод скопившихся газов. Также остается запас для пропуска дополнительного неучтенного объема сточных вод. Минимально допустимый уровень наполнения – 0.3.

Помимо фактического уровня наполнения Y существует оптимальный (обозначается K). При оптимальном уровне наполнения самотечный трубопровод функционирует в режиме самоочищения.

Оптимальный уровень наполнения для трубопроводов из полимеров составляет 0.5, из иных материалов – 0.6.

Разница в величинах объясняется тем, что на шероховатых стенках труб из асбестоцемента или чугуна сильнее оседают отложения. Для самоочищения трубопровода нужен более мощный поток.

Соотношение между оптимальным (K) и фактическим (Y) уровнем наполнения следующее:

где V– скорость движения стоков в м/с.

Средняя скорость прохождения стоков должна составлять не менее 0.7 м/с. При движении потока с такой скоростью твердые включения остаются во взвешенном состоянии и не прилипают к стенкам.

Пример

При уклоне канализационной трубы 110 мм из пластика, равном 0.02, и уровне наполнения 0.7 поток движется со скоростью 0.733 м/с. Проверить, выполняется ли соотношение между оптимальным и фактическим уровнем наполнения.

Для пластика K равно 0.5. Поскольку 0.5≤0.61, соотношение выполняется.

Уклон при монтаже внутренней канализации

К внутренней канализации относится часть общей канализационной системы от точек сброса стоков внутри здания до первого колодца в наружной сети. Сюда входят отводы, стояки и коллекторы (выпуски). Отводы соединяют сифоны сантехоборудования с вертикальными стояками, а коллекторы принимают сточные воды из стояков и сбрасывают в наружную канализационную сеть. При монтаже отводов или коллекторов необходимо располагать трубу под уклоном.

Уклон коллекторов располагается в интервале 0.01–0.05. Оптимальное значение – 0.02.Уклон отводов составляет 0.01–0.05 для невентилируемых отводов и не менее 0.005 для вентилируемых.

Максимальная величина уклона – 0.15 (за исключением отводных трубопроводов длиной до 1.5 м). На подрабатываемых территориях углы наклона отводов и коллекторов устанавливают с учетом предполагаемой осадки земной поверхности.

Организация уклона в частном доме

Объем стоков в загородном доме значительно меньше, чем в многоквартирном жилом здании. В этих условиях даже при минимальном уклоне, определяемом по таблице для гидравлического расчета или формуле, уровень наполнения будет недостаточным для самоочищения трубы.

Уменьшать же уклон еще сильнее нельзя, поскольку скорость стоков станет слишком медленной. Песок с другими твердыми включениями будет оседать на дне, труба наверняка забьется. В такой ситуации нужный угол наклона трубопровода определяют безрасчетным методом.

Безрасчетная методика определения уклона

Согласно нормативным документам, безрасчетная методика применяется в тех случаях, когда ввиду малого объема стоков невозможно выполнить условие по соотношению между оптимальным и фактическим уровнем наполнения.

В старом варианте СНиП 2.04.01-85 излагались следующие рекомендации по уклону для безрасчетных участков самотечных трубопроводов:

• Диаметр трубы 40 или 50 мм – 0.03
• Диаметр трубы 85 или 100 мм – 0.02

Актуализированная редакция этого СНиП, изложенная в СП 30.13330.2016, предлагает минимальное значение уклона для безрасчетных участков трубопровода считать равным1/d, где d– наружный диаметр трубы в мм.

Рекомендации специалистов по прокладке коллектора от индивидуального загородного дома к септику:

• Дом средней площади с двумя санузлами – труба 110 мм с уклоном 0.02
• Дом с тремя и более санузлами – труба 160 мм с уклоном 0.08

Соблюдение предложенных параметров сохраняет транспортирующую способность потока жидкости в трубопроводе.

Проверка уклона

Лучшим прибором для проверки угла наклона служит нивелир. Прибором замеряют глубину траншеи под трубопровод в контрольных точках, величину перепада сравнивают с требуемой. При отклонении от расчетного значения глубину траншеи корректируют.

Для проверки уклона без нивелира пользуются простым способом с применением подручных средств. В дно траншеи на обоих концах втыкают два штыря. Между штырями натягивают трос, строительным уровнем проверяют горизонтальное положение. Если необходимо, делают выравнивание.

Затем возле обоих штырей замеряют высоту от дна до троса. После выяснения величины перепада действуют так же, как в ситуации с нивелиром.

На изображенном ниже рисунке начальная глубина траншеи составляет 0.5 м. Исходя из рекомендуемого для трубы 110 мм уклона 0.02 получаем:

Прибавляем к начальной глубине 0.5 м вычисленную величину перепада глубин 0.6 м и получаем глубину траншеи в конечной точке трубопровода 1.1 м.

Решение проблемы крутого склона

Если в направлении прокладки коммуникаций крутизна склона превышает нормативный уклон, то в какой-то момент более полого расположенный трубопровод выйдет на поверхность. Проблема решается двояко.

Первый вариант – по мере приближения к поверхности в трубопроводе делают вертикальные понижающие участки. Во втором варианте сразу делают большое вертикальное понижение, которого хватит на всю протяженность коллектора.

Ливневая канализация зданий и ее уклон

Ливневая канализация, или ливневка, служит для сбора и отвода воды, выпадающей в виде атмосферных осадков. Ливневка призвана защитить здание от неприятных последствий – размыва основания фундамента, затопления подвала, заводнения прилегающей территории, заболачивания почвы.

Системы ливневой и бытовой канализации функционируют раздельно, по нормам СНиП объединение в общую сеть запрещено. В ливневой канализации закрытого типа стекающие на землю потоки воды попадают через дождеприемники в сеть подземных трубопроводов, откуда сбрасываются в централизованную канализационную сеть или близлежащие водоемы.

Ливневка заполняется крайне неравномерно, в периоды пиковой нагрузки количество стоков резко возрастает.

Правила прокладки ливневки

Трубы соединяются как по прямой, так и под углом. Если участок имеет уклон в сторону, противоположную сбросу, для компенсации перепада уровня земли используют фитинги-угольники 90°.

Для трубопроводов ливневой канализации диаметром не более 250 мм максимальный уровень наполнения составляет 0.6.

Минимальная скорость движения стоков для ливневки с периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя 0.33 года – 0.6 м/с. Максимальная скорость для труб из металла, полимеров или стеклокомпозитных материалов составляет 10 м/с, для труб из бетона, железобетона или хризотилцемента – 7 м/с.

Каких правил надо придерживаться при определении уклона

Резюмируя сказанное, можно составить перечень основных правил в отношении угла наклона для канализационной трубы.

Список правил:

• Наклон на горизонтальных участках необходим только для трубопроводов самотечного типа.
• И слишком маленький, и чересчур большой угол наклона негативно отражаются на пропускной способности канализационной системы.
• В большинстве случаев рекомендуемые значения уклона лежат в интервале 0.01–0.05. Оптимальная величина 0.02, максимальная 0.15.
• При прокладке трубопровода надо стремиться к оптимальному уровню заполнения трубы.

Перед началом работ рекомендуется начертить профиль сети с основными данными для прокладки трубопровода и по будущей канализационной системе. Указания по содержанию этого документа прописаны в ГОСТ 21.604-82.

Заключение

Угол наклона трубопровода самым непосредственным образом отражается на эффективности работы канализационной системы. Соблюдение предписанных норм и правил обеспечит беспроблемный слив стоков, обезопасит сеть от возникновения чрезвычайных ситуаций.