Расширительный бак в системе водоснабжения: виды и типы, принцип работы

Расширительный бак для водоснабжения: выбор, устройство, установка и подключение

Автономный водопровод, самостоятельно подающий воду к точкам разбора как в городской квартире, давно перестал быть диковинкой. Это норма загородной жизни, которую просто нужно грамотно спроектировать, собрать и оснастить оборудованием, способным запускать и останавливать систему по мере пользования кранами.

Стабильную работу независимой сети обеспечит расширительный бак для водоснабжения. Он защитит от гидроударов, существенно продлит рабочий ресурс насосной техники, гарантирует регулярное наполнение системы водой, избавит от необходимости носить ее ведрами.

Мы рады познакомить вас с особенностями устройства и принципом работы гидроаккумулятора. У нас скрупулезно описаны правила выбора мембранного бака, специфика монтажа и подключения. Предложенную к рассмотрению информацию мы дополнили полезными иллюстрациями, схемами и видеоруководствами.

Характеристика закрытых расширительных баков

Гидробак (или гидроаккумулятор, расширительный бак) — это металлическая герметическая емкость, которая служит для поддержания стабильного напора в водопроводе и создания разных по объему запасов воды.

На первый взгляд, выбор и установка этого устройства не должна вызвать трудностей — в любом интернет-магазине можно увидеть множество моделей, которые лишь немного отличаются по форме и объему, но существенно не отличаются по своей функциональности.

Это совсем не так. В устройстве расширительного бака и принципе его работы есть много нюансов.

Особенности устройства и конструкции

Разные модели расширительных баков могут иметь ограничения по способу использования — некоторые рассчитаны только на работу с технической водой, другие могут использоваться для питьевой воды.

По конструкции гидроаккумуляторы различают:

• резервуары со сменной грушей;
• емкости с фиксированной мембраной;
• гидробаки без мембраны.

С одной стороны резервуара со съемной мембраной (у бака с нижним подключением — внизу) есть специальный фланец с резьбой, к которому и крепится груша. С обратной стороны имеется ниппель, для накачивания или стравливания воздуха, газа. Он рассчитан на подключение к обычному автомобильному насосу.

В баке со сменной грушей вода накачивается в мембрану, не соприкасаясь с металлической поверхностью. Замена мембраны происходит путем откручивания фланца, который удерживают болты. В больших емкостях, для стабилизации заполнения, задняя стенка мембраны дополнительно крепится к ниппелю.

Внутреннее пространство бака с фиксированной мембраной разделяется ею на два отсека. В одном находится газ (воздух), в другой поступает вода. Внутренняя поверхность такого резервуара покрыта влагостойкой краской.

Существуют также гидробаки без мембраны. В них отсеки для воды и воздуха ничем не разделены. Принцип их действия также основан на взаимном давлении воды и воздуха, но при таком открытом взаимодействии происходит смешивание двух веществ.

Достоинство таких устройств — отсутствие мембраны или груши, которая является слабым звеном в привычных гидроаккумуляторах.

Диффузия воды и воздуха заставляет обслуживать баки достаточно часто. Около одного раза за сезон приходится подкачивать воздух, который постепенно смешивается с водой. Значительное уменьшение объема воздуха, даже при нормальном давлении в баке, становиться причиной частого включения насоса.

Принцип работы гидроаккумулятора

Закрытые гидробаки для водоснабжения работают по такой схеме: насос подает воду в грушу, постепенно заполняя ее, мембрана увеличивается и происходит сжатие воздуха, который находится между грушей и металлическим корпусом.

Чем больше воды поступает в грушу, тем больше она давит на воздух, а тот, в свою очередь, стремится вытолкнуть ее из емкости. В результате в резервуаре повышается давление, это приводит к отключению насоса.

Некоторое время, когда в системе происходит расход воды, сжатый воздух поддерживает напор. Он выталкивает воду в водопровод. Когда ее количество в мембране уменьшается настолько, что давление опускается до нижнего предела, срабатывает реле, снова включая насос.

Классификация по области применения

Нельзя путать баки для водоснабжения и для отопительной системы, поэтому при выборе нужно узнать их предназначение. Для четкой идентификации производители окрашивают гидроаккумуляторы для отопления в красный, для водоснабжения — в синий цвет.

Однако некоторые не придерживаются такой маркировки, поэтому отличительной чертой устройств могут послужить такие данные:

• для водоснабжения максимальная температура использования гидроаккумулятора будет составлять до 70 °C, допустимое давление может достигать 10 бар;
• устройства, предназначенные для системы отопления, могут выдерживать температуру до +120 °C, рабочее давление расширительного бака зачастую не бывает выше 1,5 бар.

Все самые важные параметры указаны на декоративном колпачке (шильдике), который закрывает ниппель.

Список функций, которые выполняет гидробак в системе ХВ (холодного водоснабжения), гораздо шире:

• Поддержание ровного и постоянного напора в водопроводе. Благодаря давлению воздуха, напор некоторое время поддерживается даже при выключенном насосе, пока не упадет до установленного минимума и в работу опять не включится насос. Таким образом напор в системе сохраняется даже при одновременном использовании нескольких сантехнических приборов.
• Предохранение от износа насосного оборудования. Запасы воды, содержащийся в баке, позволяет некоторое время использовать водопровод, не включая насос. Это уменьшает количество срабатываний насоса за единицу времени и продлевает его работу.
• Защита от гидроударов. Резкий скачок давления в водопроводе при включении насоса может достичь 10 и более атмосфер, что негативно сказывается на всех элементах системы. Мембранный бак берет на себя удар, выравнивая давление.
• Создание запасов воды. При отключении электричества система водоснабжения хоть недолго, но, все же, еще некоторые время будет отдавать воду.

Для обвязки водонагревателя используют расширительные баки, которые могут выдерживать высокие температуры.

Материалы для гидропневматического оборудования

Мембрана расширительного бака изготавливается из разных материалов, которые при эксплуатации выдерживают разный диапазон температур.

В гидроаккумуляторах применяют:

• Натуральную каучуковую резину — NATURAL. Материал может контактировать с питьевой водой, применяется для аккумулирования холодной воды. Со временем может начать пропускать воду. Выдерживает температуру от -10 и до 50 °C выше нуля.
• Синтетическая бутиловая резина — BUTYL. Наиболее универсальна, водонепроницаема, применяется для станций водоснабжения, подходит для питьевой воды. Температура эксплуатации может колебаться от -10 и до 100 °C.
• Синтетическая резина из этилен-пропилена — EPDM. Более водопроницаемая, чем предыдущая, может контактировать с питьевой водой. Диапазон допустимых температур — от -10 и до 100 °C.
• Резина SBR применяется только для технической воды. Температура использования та же, что и у предыдущих марок.

Для организации холодного водоснабжения необходимо выбирать баки с грушей, изготовленной из пищевой резины с усовершенствованными эластичными свойствами, которая позволят лучше гасить гидравлические удары и поддерживать стабильный напор воды в системе.

Корпус бака чаще всего производят из легированной стали, стойкой к коррозии, покрытой снаружи лакокрасочным покрытием. В продаже также можно встретить емкости из нержавейки, очень прочные, но при этом дорогие.

Расчет объема бака перед выбором

В продажу поступают баки вместимостью от 24 до 1000 л. Какой именно выбрать, подскажут расчеты, результат которых следует округлять в сторону увеличения. Выбирая бак со съемной мембраной, следует помнить, что объем воды занимает 30% от общего объема емкости, то есть, в 100-литровом резервуаре запас воды будет равен приблизительно 30 литрам.

Особенностью маленьких баков есть то, что они зачастую не имеют клапана, чтобы стравливать воздух из резиновой груши. Это может создать неудобства при эксплуатации. Большие емкости имеют такой клапан, и помимо создания большего запаса воды, лучше справляются с поддержанием стабильного напора в системе.

Расширительный бак в системе водоснабжения: виды и типы, принцип работы

Любой частный дом нуждается в стабильной и бесперебойной системе водоснабжения с нормальным давлением воды в кранах. Казалось бы: проложить трубы, подключить насос для водоснабжения и пользоваться им. Но не все так просто.

Во-первых, при включении и выключении воды насос будет работать постоянно и быстро выходить из строя. Во-вторых, при закрытом кране увеличивается риск гидроудара – сильного скачка давления в системе – и возможного обрыва труб и их соединений, поломки подключенного гидравлического оборудования (стиральных машин, водонагревателей…).

Чтобы избежать подобных проблем, необходимо использовать такое оборудование, как расширительный бак в системе водоснабжения. Что это?

Расширительный бак (гидроаккумулятор) – это емкость, которая используется в автономной системе отопления и водоснабжения в квартире или частном доме. Его основная задача – не допустить возникновения повышения давления в замкнутой системе, заполненной жидкостью, и тем самым защитить ее от гидроудара.

1. Виды расширительных баков по назначению
2. Типы баков
3. Виды закрытых расширительных баков мембранного типа
4. Принцип работы гидроаккумулятора при водоснабжении
5. Роль расширительного бака

Виды расширительных баков по назначению

1. Для обогрева. Рассчитаны на высокие температуры (до 120 градусов) и давления (до 4-6 атмосфер), характерные для систем отопления; изготовлен из материалов, непригодных для питьевой воды. Обычно красный.
2. Для водоснабжения. Изготавливается из материалов, учитывающих гигиенические требования к качеству питьевой воды (резина или резина на основе этилен-пропилена, сталь). Рабочее давление должно достигать 12 атмосфер, рабочая температура – до 80 градусов. Обычно синий для холодной воды (белый для горячей).

Типы баков

1. Открытые танки. Устанавливается на чердаках, крышах зданий. Давление воды в системе определяется только высотой установки.
2. Емкости закрытого типа – с эластичной перегородкой (мембраной), разделяющей емкость устройства на две части: для наполнения водой и для воздуха.

Виды закрытых расширительных баков мембранного типа

С фиксированной диафрагмой:

• при выходе из строя диафрагмы заменить ее будет невозможно;
• как правило, это малогабаритные контейнеры;
• в основном используется в системах отопления.

Со сменной диафрагмой – баллонного типа (баллон еще называют «колбой»). Оптимален для сантехники по следующим причинам:

• мембрана легко заменяется;
• давление, необходимое для работы системы, легко вводится;
• вода попадает в грушевую мембрану напрямую и не контактирует с металлическими стенками емкости; в результате не возникает коррозии и не меняется качество воды;
• устройства такого типа могут иметь большую емкость, что очень важно для семьи.

Расширительные баки, используемые в системе водоснабжения, еще называют гидроаккумуляторами – это связано с их ролью в обеспечении функционирования автономной системы водоснабжения в домах.

Принцип работы гидроаккумулятора при водоснабжении

Вода перекачивается из источника в полость резервуара насосом на максимальном значении, установленном через реле, и растягивает мембрану. Это уменьшает объем воздуха во второй полости резервуара. Из-за этого сжатия общее давление в системе увеличивается до заданных параметров, и насос отключается. Когда вода начинает использоваться, воздух начинает давить на мембрану и, следовательно, выталкивать воду из аккумулятора. Создаваемого в воздушной камере прибора избыточного давления хватит на определенный период времени, чтобы расход воды (работа с бытовой техникой, мытье посуды и т.д.) происходил без запуска насоса. Как только давление в баке достигнет заданного минимального порога для конкретной системы водоснабжения, реле подаст сигнал на включение помпы и начало наполнения бака водой из колодца (колодца). Тогда цикл повторится.

При большом расходе воды от автономного водопровода насос будет работать постоянно, напрямую питая точку водопотребления.

Рабочие параметры и объем расширительного бака, а также настройки подключенных к нему управляющих датчиков рассчитываются по некоторым формулам на основе:

• эксплуатационные требования к оборудованию, подключенному к водопроводу,
• проект монтажа трубопровода,
• расчетное потребление воды (сколько человек будет использовать воду, как часто, в каком объеме),
• характеристики насоса,
• количество этажей в доме.

Роль расширительного бака

1. Расширительный бак помогает создать в водопроводе достаточно стабильное рабочее давление, при котором будет поддерживаться оптимальное давление воды как для работы всех водопроводных систем (водонагреватель, стиральная машина, бачок), так и для удобного использования водопровода водопроводный кран. Показатели необходимого давления в воздушной камере гидроаккумулятора рассчитываются для каждой из систем автономного водоснабжения по определенным алгоритмам.
2. Создает подачу воды и в течение определенного периода времени поддерживает стабильное давление в водопроводе. Часто случаются отключения электроэнергии: в этом случае насос перестает работать и поэтому гидроаккумулятор выступает в роли аварийного бака, из которого некоторое время будет выходить вода под давлением. Для увеличения подачи воды в доме также есть возможность подключить еще один расширительный бак, не разбирая и не заменяя уже установленный.
3. Оптимизация работы насоса: уменьшает количество запусков насоса. Чем больше объем гидроаккумулятора и чем выше установленный порог максимального давления в баке, тем реже будет работать насосное оборудование. Следовательно, скорость его износа будет значительно снижена.
4. Играет роль демпфера гидроудара. При каждом запуске насоса всегда бывает сильный скачок давления в водопроводе – иногда он достигает десяти атмосфер. Результатом такого сильного падения может стать обрыв труб и фитингов, арматуры; подключенное гидравлическое оборудование и приборы могут не работать. В этом случае расширительный бак принимает на себя ударную нагрузку: он гасит силу волн – и система безопасна.

В случаях, когда есть риск превышения расчетного давления гидроударом 20 бар (предельно допустимое значение), необходимо установить трубопровод таким образом, чтобы на некоторых его участках можно было установить отдельный демпфирующий бак для надежная защита от гидроудара.

Таким образом, расширительный бак (гидроаккумулятор) в системе водоснабжения защищает ее от гидроудара, обеспечивает исправную работу всего оборудования и бытовых приборов, подключенных к системе водоснабжения, и создает запас воды.

Выбор и установка расширительного бака для водоснабжения

Здесь вы узнаете:

• Устройство и функции расширительного бака
• Виды мембранных баков
• Правильный выбор прибора
• Настройка давления бака в системе водоснабжения
• Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя
• Схемы подключения гидробаков
• Выполнение установки расширительного бака
• Правила обслуживания гидробака
• Гидробак открытого типа

Расширительный бак для водоснабжения нужен для стабилизации рабочего давления, защиты оборудования от возможных гидроударов, а также для выравнивания температурных показателей воды.

Устройство и функции расширительного бака

Расширительный бак предназначен для поддержания давления в системе подачи воды. Чаще всего для водоснабжения используется закрытое оборудование мембранного типа. Оно представляет собой емкость, внутри которой установлена резиновая мембрана. Она делит устройство на две камеры: воздушную и водную. После запуска системы электронасос заполняет последнюю водой. Объем воздушной камеры при этом уменьшается. Чем меньше объем воздуха в баке, тем выше давление.

В качестве расширительного бака для системы водоснабжения используется конструкция мембранного типа. Резиновая диафрагма делит устройство на две камеры: воздушную и водную

Как только оно превысит запрограммированную отметку, насос будет автоматически отключен. Включится же он только после того, как давление упадет ниже минимальной запрограммированной отметки, при этом вода начнет поступать из водяной камеры бака. Цикл «выключение-включение» повторяется автоматически. Давление в системе можно проверить по манометру, который может быть установлен на оборудовании. Устройство можно настроить, выбрав предпочитаемый диапазон рабочего давления.

Установленный в системе водоснабжения мембранный расширительный бак выполняет сразу несколько функций:

• Поддерживает давление при отключенном насосе.
• Защищает систему от возможного гидравлического удара, спровоцированного перепадами напряжения в сети или попаданием в трубопровод воздуха.
• Сохраняет под давлением некоторое количество воды.
• Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Использование расширительного бака дает возможность при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать потребности в воде за счет жидкости, хранящейся в баке.

Расширительный бак как аккумулятор

Емкость подключается к системе с целью накопления дополнительной воды на тот случай, если водоснабжение прекратится. Принцип действия такой: бачок соединяется патрубком с трубами водопровода в любой точке, и при открытии крана вода начинает заполнять емкость. На соединении установлен обратный клапан, не позволяющий воде выливаться обратно.

Как только жидкость попадает внутрь, мембрана начинает двигаться вверх до тех пор, пока давление сжатого воздуха над ней не сравняется с давлением воды в системе. Стоит учитывать, что полезный объем бака составляет примерно половину от общего. В моменты отключения подачи водоснабжения, жидкость можно выкачивать из емкости через другой клапан.

Расширительный бак для бойлера

Вода имеет свойство расширяться при нагревании. Когда повышается ее температура, объем начинает возрастать. Так как емкость нагревательной системы изначально заполнена полностью, избыточная жидкость вытекает.

Чтобы избежать потерь воды, дополнительно используют расширительный бачок, устанавливаемый над бойлером. Он принимает в себя излишек. Полезное пространство внутри бака должно составлять примерно 10% от объема бойлера.

Виды мембранных баков

Различают два вида расширительных мембранных резервуаров:

• С заменяемой мембраной – модели, подразумевающие возможность смены резиновой мембраны. При первой же необходимости ее можно вынуть через фланец, раскрутив его болты. В крупных баках мембрана дополнительно зафиксирована к ниппелю, что позволяет стабилизировать прибор, но и в этом случае ее можно без проблем снять с креплений на задней части.

Мембрана для гидроаккумулятора

• Со стационарной мембраной – баки, в которых разделительная мембрана закреплена максимально жестко и не подлежит замене. Если она выйдет из строя, менять придется весь прибор. Цена таких расширительных резервуаров ниже, чем стоимость моделей предыдущего вида, но о полноценном удобстве эксплуатации тут говорить не приходится.

Совет. Выбирая между сменной и стационарной мембраной, учитывайте один важный фактор: в первом случае вода полностью находится в мембране и не вступает в контакт с внутренней поверхностью бака, что исключает коррозионные процессы, а во втором случае контакт сохраняется, поэтому добиться максимальной защиты от коррозии невозможно.

Правильный выбор прибора

Подбирая модель с необходимыми функциями и объемом, учитывайте тот факт, что от общего объема бака зависит периодичность работы насоса.

Ведущей характеристикой для любого бака является не функционал, а его объем.

При этом для каждой системы водоснабжения есть критерии, которыми нельзя пренебречь, а именно:

1. Количество постоянных пользователей водой. (Ежедневное использование).
2. Количество точек для водозабора. (Приборы, краны и прочие сантехнические устройства).
3. Приблизительная периодичность пользования водозаборными точками в одно и то же время.
4. Цикл «включение – выключение». Нужно точно знать предел этого цикла за один час у вашего насоса.

При расчете на трех постоянных потребителей устанавливают бак с общим объемом в 20-24 литра. Однако насосное оборудование должно производить приблизительно 2 кубометра за час.

При расчете на четырех постоянных пользователей с запасом лучше установить оборудование от 50 литров. Производительность насоса в этом случае примерно 3,5-3,7 кубометра в час.

Если потребителей более 10 человек, то необходим бак не менее 100 литров, а насосное оборудование с показателем более 5 кубометров в час.

Чтобы избежать поломки и недешевого ремонта, нужно внимательно ознакомиться с фирмой-производителем.

В этом выборе гнаться за более дешевым и сомнительным брендом не нужно. Неправильная экономия может в дальнейшем привести к поломкам.

Модели с низкой розничной ценой внутри выполнены, как правило, без брака. Но расходные части всегда из наиболее дешевых материалов.

Лучше поинтересоваться про материал, из которого изготовлена мембрана. Её экологичность и стабильность улучшат комфорт, а также срок службы системы.

Как выбрать объем бака

Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.

При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти в половину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.

Объем выбирают исходя из среднего расхода

Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.

Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.

Настройка давления бака в системе водоснабжения

Изначально на момент продажи в гидробаках для водопроводных систем в камере гидробака имеется стандартное давление в 1,5 бар. В инструкции по применению указывается допустимый диапазон, за который не рекомендуются выходить, особенно в сторону увеличения.

Чтобы правильно установить оптимальный режим для гидробака, за основу берут следующие рекомендации:

1. Регулировку давления воздуха в расширительном баке выполняют после отключения энергоснабжения.
2. Вентили должны быть перекрыты. Воду сливают, оставляя емкость пустой.
3. Фиксируют давление воздуха в расширительном баке при помощи манометра.
4. В случае несоответствия воздух накачивается либо стравливается до достижения показателей, установленных производителем.

При производстве гидробаков вместо воздуха используют инертные газы, чтобы исключить появление очагов коррозии. При регулировке вручную давление делают на 10% ниже, чем того требует производитель.

Следует помнить, что после включения насоса рабочая камера гидробака наполнится водой, а уже потом достигнет потребителя. Если давление воздуха падает, напор нестабильный. А когда оборудование работает в штатном режиме, он постоянен, и не меняется в процессе пользования системой.

Регулировка гидробака в обвязке водонагревателя

Здесь есть одна особенность. Такие гидробаки должны иметь рабочее давление воздуха чуть выше, а именно, на 0,2 бар выше, чем написано в инструкции.

Так, если насос выдает 3,5 бар, гидробак настраивается на 3,7 бар. Первая проверка работоспособности и настройка выполняется перед запуском системы, пока емкость не заполнена теплоносителем.

Отсутствие жидкости в камере – нормальный режим работы. А заполняется она только когда вода в трубах нагревается. Нехватка давления воздуха в расширительном баке приводит к тому, что теплоноситель заполняет резервуар, что является нарушением эксплуатационных требований. В этом случае необходимо отключить и спустить систему, а затем настроить гидробак заново.

Схемы подключения гидробаков

Для того чтобы подключить гидропневматические баки к холодному или горячему водопроводу, они должны быть оснащены:

Схема подключения гидробака.

• подающим, спускным и отводящим патрубками;
• манометром;
• предохранительным клапаном;
• датчиком уровня;
• ниппелем – устройством для регулирования и пополнения воздуха.

Расширительные емкости для холодной воды устанавливают в самой нижней точке распределительной системы. Баки для горячего водоснабжения монтируют на трассе трубопровода со стороны подачи жидкости к нагревательному оборудованию (теплообменник, бойлер и др.).

Выполнение установки расширительного бака

Монтаж агрегата производится в помещении с температурой не ниже 0°C. Минимальное расстоянии от стен и плит перекрытий – не более 60 см. Вокруг установленного оборудования необходимо обеспечить проход для доступа к воздушному крану, сливному клапану, запорной арматуре. Не допускается воздействие веса подключенного оборудования и трубопроводов на корпус прибора.

Перед установкой гидробака в камере необходимо измерить манометром плотность воздуха, она должна соответствовать техническим характеристикам механизма. Точную регулировку можно выполнить через ниппель в верхней части резервуара. Монтаж устройства (вертикально или горизонтально) зависит от объема бака и указывается в рекомендациях завода-изготовителя при покупке оборудования.

Правила обслуживания гидробака

Правила обслуживания гидробака.

Установка, испытания и ремонт оборудования должны проводиться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя специалистами, прошедшими специальную подготовку.

Любые изменения конструкции расширительной камеры с использованием сварных работ или посредством механических воздействий запрещаются.

Один раз в год требуется выполнять профилактический осмотр гидробака:

1. Проверять давление в воздушной камере.
2. Проводить внешний осмотр корпуса установки.
3. Обследовать контрольно-измерительную аппаратуру (манометр, клапаны, реле и др.).
4. Инспектировать герметичность трубопроводов и работу запорной арматуры.

Гидробак открытого типа

Такие конструкции считаются устаревшими, так как не обеспечивают абсолютной автономности, и может лишь увеличить период между обслуживанием. Разогретая жидкость испаряется, и ее нехватку нужно ликвидировать, периодически подливая теплоноситель, восполняя его объем. Никаких диафрагм и груш не используется. Давление в системе появляется за счет того, что открытый гидробак монтируется на возвышенности (на чердаке, под потолком и т.д.).

Естественно, никакого давления воздуха в расширительном баке открытого типа нет. При расчете учитывают, что один метр водяного столба создает давление в 0,1 атмосфер. Однако есть способ автоматизировать добор воды. Для этого устанавливается поплавок, который при опускании открывает кран, а после наполнения резервуара поднимается, и перекрывает доступ воды в бак. Но в данном случае все равно нужно контролировать работу системы.

Монтаж гидробака открытого типа

Устройство открытого типа используется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Открытый расширительный бак — это негерметичная емкость, которая служит для образования давления в водопроводе, аккумулирования воды, а также служит в качестве расширительной камеры.

К баку подключают: кран для слива, патрубки для рециркуляционной и подающей трубы, контрольную и переливную трубу

Бак устанавливают выше самой верхней сантехнической точки, например, на чердаке, вода в систему поступает самотеком. Каждый метр, на который поднимается устройство, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосфер.

Чтобы автоматизировать процесс обеспечения водой, бак оснащают поплавковым переключателем и устанавливают автоматическое реле, которое будет включать и отключать насос.

Емкость монтируют в непромерзаемом помещении, накрывают крышкой от пыли и мусора, укутывают стенки минеральной ватой или другим утеплителем

Такой способ организации водоснабжения требует регулярного контроля пользователя, иначе вода при отрицательных температурах может замерзнуть (если помещение не отапливается). Жидкость будет испаряться, поэтому придется постоянно доливать ее.

Кроме того, такая емкость громоздкая и не эстетичная, для нее обязательно нужно иметь в доме чердачное помещение. Но главный недостаток устройства — бак не приспособлен работать в условиях высокого напора воды в системе.

Какой расширительный бак для водоснабжения лучше выбрать – все, что нужно знать

Локальные системы снабжения питьевой и технической водой на сегодняшний день становятся все более актуальными. Их бесперебойная работа возможна при условии соблюдения технологических стандартов. Обязательным элементом такой сети является расширительный бак для водоснабжения.

Производственные предприятия изготавливают большой ассортимент разных моделей этих резервуаров. Чтобы сделать правильный выбор, следует разбираться в конструкции расширительного бачка для водоснабжения и иметь представление о принципах его работы.

Особенности устройства и функциональное назначение

В первую очередь потребителей интересует, для чего нужен расширительный бак для водоснабжения. Он предназначается для поддержания оптимальной величины давления в системах водообеспечения.

Чаще всего для надежного водоснабжения используют закрытые устройства мембранного типа, представляющие собой резервуар, внутри которого имеется резиновая диафрагма. Это изделие делит мембранный расширительный бак для водоснабжения на водную и воздушную части.

После запуска системы подачи воды, при помощи электрического насоса водный отсек заполняется жидкостью. Одновременно объем воздушной камеры уменьшается. При эксплуатации мембранного бака для систем водоснабжения, чем выше будет давление, тем меньше воздуха останется в резервуаре.

Как только давление преодолеет запрограммированное значение, насосное оборудование в автоматическом режиме выключается. Заработает оно после того, как давление снизится ниже минимально допустимого показателя. При этом вода начинает поступать из водного отсека мембранного бака для водоснабжения.

Повторение цикла выключения-включения происходит много раз автоматически. Для проверки давления в системе водоподачи пользуются манометром, установить который можно непосредственно на резервуаре. Работу бака настраивают, подобрав для него оптимальный диапазон рабочего давления.

Смонтированный в системе водоснабжения расширительный бачок с мембраной одновременно выполняет несколько важных функций:

1. Поддерживает давление при отключенном насосе.
2. Защищает конструкцию подачи воды от возникновения гидравлического удара – его способен спровоцировать перепад напряжения в сети или проникновение в трубопровод воздуха.
3. Сохраняет некоторый объем воды под давлением.
4. Защищает насосное оборудование от преждевременного износа.

Принцип работы расширительного бака для водоснабжения позволяет при малом водопотреблении не включать насос, а покрывать бытовые потребности за счет жидкости, хранящейся в резервуаре.

Типы расширительных мембранных баков

Производители выпускает два варианта таких резервуаров:

1. Со сменной мембраной. Их основная отличительная особенность заключается в возможности заменить данный элемент. Вынимают мембрану расширительного бака для водоснабжения посредством фланца, держащегося при помощи нескольких болтов. При этом необходимо помнить, что в приборах, имеющих большой объем, для стабильной работы данного элемента его дополнительно прикрепляют к ниппелю задней частью. Другой особенностью данного устройства мембранного бака для водоснабжения является то, что вода, наполняющая бак, находится в диафрагме, и не соприкасается с внутренней поверхностью емкости. За счет этого металлические элементы не подвергаются коррозии, а вода защищена от возможного загрязнения. В итоге период эксплуатации приборов значительно увеличивается. Продается такой расширительный бак для водоснабжения в горизонтальном или вертикальном варианте.
2. Со стационарной диафрагмой. В резервуарах данной конструкции внутреннее пространство разделено на две части прочно закрепленной диафрагмой, которая не подлежит замене. Когда мембрана в расширительный бак для водоснабжения выходит из строя, бачок приходится менять. В одной части резервуара находится воздух, а во второй – вода, напрямую соприкасающаяся с его внутренней поверхностью из металла, а это может вызвать коррозию. С целью недопущения разрушения стенок бака и загрязнения воды, его изнутри покрывают особым красящим составом. Но подобная защита не является долговечной. Выпускают резервуары со стандартной диафрагмой двух типов – горизонтального и вертикального.

Выбор расширительного бачка для водоснабжения

Прежде чем приобрести для холодного водоснабжения расширительный бак автономной сети, обращают внимание на его объем.

При этом нужно учитывать:

1. Количество предполагаемых пользователей водоснабжающей системой.
2. Число мест водозабора, среди которых могут быть душ, краны и бытовые приборы, к примеру, стиральная машина.
3. Возможность одновременного расхода воды несколькими потребителями.
4. Наибольшее количество циклов выключения-включения насоса на протяжении одного часа.

Профессионалы советуют при выборе компенсационного бака для водоснабжения ориентироваться на следующие показатели:

• если количество пользователей не более 3-х, а производительность насоса не превышает 2 кубометров в час, объем резервуара должен составлять 20 – 24 литра;
• когда число домочадцев не превышает 8 человек, а мощность насоса около 3,5 кубометров в час, потребуется емкость на 50 литров;
• если потребителей будет больше 10 человек, а производительность оборудования равна 5 кубометрам в час, следует приобрести модель объемом 100 литров.

При подборе варианта устройства расширительного бака для водоснабжения нужно помнить, что чем меньше у него объем, тем чаще происходит включение насоса. Также следует принимать во внимание, что при уменьшении объема возрастает вероятность возникновения скачков давления в локальной системе.

Помимо этого, расширительный бак для холодной воды является емкостью, в которой хранится некоторый ее запас. С учетом данной информации необходимо корректировать объем компенсационного прибора.

Конструкция расширительного устройства позволяет устанавливать дополнительный резервуар. Это можно делать в процессе эксплуатации основного прибора без выполнения трудоемкого демонтажа.

После завершения установки дополнительного прибора, величина резервуара составит сумму объемов емкостей, имеющихся в системе. При покупке расширительного бака, помимо технических характеристик, надо обращать внимание на производителя данной продукции. Недорогая покупка может в будущем потребовать более значительных затрат.

Обычно для изготовления недорогих моделей предприятия используют наиболее дешевые материалы, а они в большинстве случаев, как подтверждает практика, не всегда имеют соответствующее качество. Особенно этот нюанс важен для каучука, из которого производят мембрану.

От качества диафрагмы расширительного бака для скважины зависит не только длительность его эксплуатации, но и безопасность воды, поступающей из источника водоснабжения.

Приобретая резервуар со сменной мембраной, следует непременно уточнить стоимость данного расходного элемента. Нередко с целью получения прибыли не совсем добросовестные производители значительно завышают цену на нее. В этом случае лучше приобрести модель другой торговой марки.

Чаще всего известные, хорошо себя зарекомендовавшие производители, дорожащие своей репутацией, готовы гарантировать качество выпускаемой продукции. Среди потребителей популярны следующие бренды: немецкие – Reflex, Zilmet и российские – Джилекс и Elbi.

Нюансы самостоятельного монтажа

Подключение мембранного бака для водоснабжения в зависимости от его типа может быть выполнено в вертикальном или горизонтальном варианте. Особых отличий между этими двумя группами резервуаров нет. Делая выбор, ориентируются на параметры помещения, предназначенного для размещения оборудования.

При установке мембранного бака для водоснабжения придерживаются ряда рекомендаций:

1. Резервуар располагают так, чтобы при необходимости обслуживания к нему был беспрепятственный доступ.
2. Следует предусмотреть выполнение демонтажа соединительных труб для ремонта или замены.
3. Диаметр подсоединяемого водопровода не должен быть меньше диаметра патрубка.
4. Чтобы не допустить электролитической коррозии, резервуар необходимо заземлить.

Бак монтируют со стороны всасывания насоса. На участке между насосом и точкой подключения исключают все элементы, которые могут создать в системе большое гидравлическое сопротивление.

Решить проблему с тем, как накачать расширительный бак в системе водоснабжения, когда величина давления в нем упала ниже определенной отметки, поможет любой воздушный насос – автомобильный, велосипедный или другой. Для этого шланг насоса подсоединяют к золотнику на баке.

Расширительный бак – обязательный элемент каждой автономной водоснабжающей конструкции. Этот резервуар, благодаря наличию мембраны, не только поддерживает требуемое давление в системе, но и препятствует преждевременной поломке насосного оборудования и сохраняет некоторый запас воды.

Однако все вышеперечисленные функции прибор будет выполнять при условии, что он был грамотно выбран с учетом рекомендаций и правильно смонтирован. Поэтому при отсутствии навыков подобного вида работ и незнания принципа работы мембранного бака для водоснабжения, лучше доверить его установку специалистам, которые быстро, качественно и в кратчайшие сроки все сделают.

Расчет снеговой нагрузки на кровлю на реальных примерах

Не все знают, что вес снега на кровле в зимний период, может превышать вес самой кровли, и снеговыми нагрузками на крышу пренебрегать ни в коем случае нельзя. Тем более что снеговая нагрузка на кровлю настолько значима в проектировании, что учитывается даже при расчете фундамента.

Для чего необходимо учитывать снеговую нагрузку

При расчете фундамента

Прежде всего, снеговую нагрузку учитывают при расчете максимального веса всего дома. А масса дома, в свою очередь, необходима для того чтобы правильно рассчитать фундамент под дом.

Естественно, что снеговая нагрузка не на прямую воздействует на фундамент, а передается через стены дома, но не учитывать ее, при расчете фундамента, особенно на слабых грунтах – нельзя.

При расчете самой кровли

На кровлю снеговая нагрузка воздействует самым непосредственным образом, причем, если на фундамент она распределяется более или менее ровно, то угадать, где на крыше будет снега больше, а где меньше – сложно, так как это зависит от направления ветра, уклона скатов и многих других факторов.

Поэтому при расчете кровли, снеговая нагрузка должна учитываться как основное воздействие.

Как правильно рассчитать снеговую нагрузку на кровлю

Для полноценного расчета нам необходимо будет рассчитать площадь крыши частного дома. Как это делается – я рассказывал подробно в предыдущих статьях, поэтому останавливаться на этом не будем.

Итак, формула для расчета снеговой нагрузки Q на кровлю выглядит следующим образом:

Q = G * s , где

G – вес снежного покрытия на плоской кровле, который берется из таблицы (кг/м2)
s – поправочный коэффициент, зависящий от уклона кровли

Поправочный коэффициент s, как уже говорилось, зависит от уклона кровли:

• уклон менее 25 градусов – s принимается равным 1
• уклон 25 – 60 градусов – s будет равным 0,7
• уклон более 60 градусов – снеговая нагрузка вообще не учитывается, так как снег на такой кровле задерживаться практически не будет

А что же делать с G?

Вес снежного покрытия на плоской кровле можно найти с помощью таблицы и карты зоны снежного покрова на территории России:

Как видно из таблицы, масса снега на кровле, особенно в заснеженных районах России, может превышать вес самой кровли, поэтому не учитывать снежную нагрузку в зимний период нельзя не учитывать.

Реальный пример расчета снеговой нагрузки на кровлю

Давайте рассчитаем снеговую нагрузку на примере моего дома. Определим максимальный вес снега на 1 метр квадратный, а так же подсчитаем полную массу снега на кровле зимой, для расчета нагрузки на фундамент.

Итак, мой дом находится в районе РФ №3, поэтому Q возьмем равной 180 кг/м 2 .

Уклон кровли дома равен около 40 градусов, поэтому необходимо 180*0,7 = 126 кг/м 2 .

Таким образом максимально возможная снеговая нагрузка на кровлю моего дома равна 126 кг/м 2 .

Для расчета фундамента нам понадобится вся масса снега на кровле, а для этого необходимо сначала рассчитать площадь крыши дома. В моем случае, площадь кровли равна примерно 150 квадратных метров.

Полная нагрузка от снега зимой:

M = 126 * 150 = 18 900 кг

Таким образом, снег добавляет к общей массе дома еще 19 тонн. И как такую массу не учитывать?

ВНИМАНИЕ! При расчетах в строительстве всегда необходимо брать запас по прочности, поэтому полученные величины желательно еще умножать на 1,2.

Снеговая нагрузка на кровлю: тонкости расчета при проектировании

Ключевая особенность нашего климата – сезонность. Как следствие изменяются факторы воздействия на крыши домов: количество осадков, сила, направление ветра и прочие. Снеговая нагрузка на кровлю одна из основных составляющих проекта будущего строительства, с учетом которой определяется тип стропильной системы, параметры материала, вариант обрешетки и кровельного настила.

Что следует знать о таких воздействиях, и их учете на стадии проектирования строительства?

Как снег влияет на кровлю ↑

Понятно, что выпавший на поверхность кровли снег имеет массу, что создает давление на всю систему. Однако создаваемая нагрузка неравномерна и постоянно изменяется.

В течение холодного времени года снежный покров возрастает. Но главная опасность в чередовании оттепелей и заморозков, в результате которых возрастает масса даже одного слоя.

Снежный покров не является статичным, он находится в постоянном движении: сползает со скатов, сдувается ветром. Следствием этого на различных участках крыши давление распределяется неравномерно. В особенности этот фактор проявляется на кровлях с нестандартными конфигурациями (так называемые ломаные типы). Так как снег сползает по скату, его большая масса скопляется на свесах, что также не влияет благотворно на кровельную конструкцию. Снеговой покров создает воздействия не только на сам кровельный настил и стропильную систему, но и на водостоки, результатом чего часто является обрушение последних.

Чтобы устранить или снизить неблагоприятное влияние снеговой нагрузки на крыши, разработана целая концепция решения проблемы. Она включает в себя очистку поверхности на уже имеющихся накрытиях, изменение конструкций, или расчет, и закладку определенных свойств еще на этапе проекта возводящегося дома.

Учет снеговых нагрузок на имеющихся кровлях ↑

Естественно лучше всего на стадии строительства учесть все факторы снеговых нагрузок и внести их в составляющийся проект. Но, что следует проверять или учитывать в варианте, когда дом уже построен?

В готовом здании следует замерять угол наклона скатов . Оптимально если это значение будет составлять от 45 до 60 градусов, тогда снежный покров попросту не будет накапливаться на поверхности, сдвигаясь с кровельного настила.

Равномерно распределить по поверхности снеговые потоки помогут приспособления смонтированные на настил – снегозадержатели и снегорезы. Такие элементы «разобьют» всю массу на несколько частей, распределив их приблизительно равномерно на всей площади. Также в зависимости от обрешетки подбирается тип снегозадержателей , на сплошных вариантах возможен монтаж трубчатых барьерных типов устройств, в других вариантах лучше устанавливать снегорезы, разбивающие снежный поток на отдельные части.

Во избежание накопления больших объемов снега на карнизах крыши, следует подумать о системе подогрева. Монтаж нагревательного кабеля по кромке кровельного настила поможет устранить намерзание глыб снега и льда. Управление системой можно осуществлять в автоматическом и ручном режимах.

Кровли уже построенных зданий, как правило, уже рассчитаны под определенную снеговую нагрузку данного региона, однако дополнительные мероприятия и приспособления помогут устранить негативные последствия, как самого перегруза, так, и сопутствующих процессов (протечки, разрушения настила и прочих).

Расчет снеговых нагрузок в соответствии строительным нормам ↑

Без учета климатических особенностей зим в данном регионе крыша может попросту не выдержать выпавшего количества снега, стропильные конструкции деформируются с дальнейшими разрушениями.

Зная массу осадков, уже можно рассчитать воздействие снега на поверхность по толщине выпавшего покрова. Для чего в СНиПе (строительные нормы и правила 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» параграф 10) включены формулы, по которым можно произвести расчеты. Но, следует знать именно среднюю толщину снежного покрова для конкретного региона и соответственно создаваемые воздействия.

СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия” (1,1 MiB, 3 080 hits)

Чтобы можно было сделать точный расчет, составлена карта страны, где территория разбита на 8 регионов с приблизительно одинаковыми условиями.

1. Например, для Москвы и Подмосковья нагрузка составляет приблизительно 180/126 кг/м³,
2. район Нижнего Новгорода – 240/168 кг/м³,
3. а в горных районах этот показатель может варьироваться 560/392 кг/м³.

С учетом таких данных проводится расчет полной снеговой нагрузки на кровлю с применением такой формулы:

S – это искомая полная снеговая нагрузка;

S расч – расчетная снеговая нагрузка (смотрим по карте, уточняем конкретно по своему региону);

µ – коэффициент, учитывающий угол наклона кровли.

Значение уклона кровли берут зависимо от следующих показателей:

При наклоне скатов менее чем на 25 градусов – единица; Наклон от 25 до 60 градусов – коэффициент 0,7; При уклонах скатов более чем на 60 градусов, данный показатель не учитывается вообще.

То есть, имея такие данные довольно просто сделать расчеты. Например, для района Нижнего Новгорода расчетная снеговая нагрузка имеет показатель 240 кг, дом проектируется со скатами под углом в 30 градусов, значит, подсчет имеет следующий вид – 240×0,7=168 кг/м³. После чего можно подобрать соответствующие детали стропильной конструкции кровли.

Плоские типы крыш ↑

Подобные типы конструкций крыши неприемлемы для регионов с большим количеством осадков в холодное время года, так на такой поверхности будут накапливаться большие объемы снега. Результатом станет чрезмерное давление снега на конструкцию. В областях с теплым климатом, кровли подобного типа должны иметь запас прочности, а также сплошную обрешетку. Обязательным условием является монтаж подогрева карнизов, для удаления осадков со свесов через водосточные системы.

Проектируя строительство гаражей , хозяйственных построек или беседок с плоским накрытием, руководствуются такими же правилами и расчетами снеговых нагрузок, как и для обычных двухскатных (или более) типов крыш. Однако для плоских кровельных конструкций на таких постройках лучше подобрать стропила с более толстых материалов, а обрешетку монтировать сплошной.

Собственный вес конструкции крыши ↑

Кроме снеговых нагрузок стоит учесть массу самой кровельной конструкции. Делается это для снижения давления на стены постройки, а также, чтобы крыша не разрушилась под собственным весом, догруженным выпавшими осадками.

Оптимальное значение для жилых домов приблизительно 50 килограмм на 1 метр площади.

Расчет проводится путем суммирования массы 1м² каждого слоя кровельного пирога, и умножением на коэффициент 1,1. Например, вес 1 квадрата обрешетки с досок сечением 25 мм составляет около 15 кг/1м², теплоизолятор 100 мм – 10 кг/1м², настил из металлочерепицы 4-5 кг/м² (зависит от толщины листа). Итого, имеем 15+10+4= 29 ×1,1=31,9 кг/1м². Также не стоит забывать о массе стропил.

С учетом этих показателей выбираются оптимальные варианты материалов, а также типы обрешетки и стропил. Впоследствии такой подход позволит менять кровельный настил без опасений разрушения имеющейся конструкции.

Расчет снеговых воздействий на перекрытие, это одна из составляющих проекта будущего дома, которую не стоит не учитывать. Пренебрежение простыми расчетами, и небрежный подбор соответствующего варианта конструкции накрытий могут привести к серьезным последствиям вплоть до разрушения.

В особенности расчеты снеговых нагрузок важны для сложных по конфигурации вариантов кровли, так как неравномерное распределение осадков на поверхности создаст перегруженные участки. В таком случае следует подобрать более прочные материалы для создания большего запаса прочности на таких частях крыш.

Если сделать все правильно, то подобная кровля прослужит эксплуатационный срок без проблем, и даже при смене материала кровельного настила.

Как произвести расчет ветровой и снеговой нагрузки на кровлю в зависимости от региона проживания

18.02.2017 25,091 Просмотров

Кровля осуществляет постоянную защиту здания от всех погодных и климатических проявлений, исключая контакт всех материалов с атмосферной или дождевой водой и являясь граничным слоем, отсекающим воздействие морозного воздуха на чердачное помещение.

Таковы основные и наиболее важные функции кровли в представлении неподготовленного человека, они вполне верны, но не отражают полный список функциональных нагрузок и испытываемых напряжений.

При этом, реальность гораздо суровее, чем это выглядит на первый взгляд, и воздействие на кровлю не ограничивается определенным износом материала.

Оно передается практически всем несущим элементам постройки — в первую очередь, стенам здания, на которые непосредственно опирается вся крыша, а в конечном счете — фундаменту.

Пренебрегать всеми создающимися нагрузками нельзя, это приведет к скорому (иногда — внезапному) разрушению постройки.

Типы нагрузок на кровлю

Основными и наиболее опасными воздействиями на кровлю и на всю конструкцию в целом являются:

• Снеговые нагрузки.
• Ветровые нагрузки.

При этом, снеговые действуют в течение определенных зимних месяцев, отсутствуя в теплое время, тогда как ветер создает воздействие круглый год. Ветровые нагрузки, имея сезонные колебания силы и направления, в той или иной степени присутствуют постоянно и опасны периодически случающимися шквальными усилениями.

Кроме того, интенсивность этих нагрузок имеет разный характер:

• Снег создает постоянное статическое давление, которое можно регулировать путем очистки крыши и удаления скоплений. Направление действующих усилий постоянно и никогда не меняется.
• Ветер действует непостоянно, рывками, внезапно усиливаясь или утихая. Направление может изменяться, что заставляет все конструкции крыши иметь солидный запас прочности.

Внезапный сход с крыши больших масс снега может причинить ущерб имуществу или людям, оказавшимся в местах падения. Кроме того, периодически случаются кратковременные, но чрезвычайно разрушительные атмосферные явления — ураганные ветра, сильные снегопады, особенно опасные при наличии мокрого снега, который на порядок тяжелее обычного. Предсказать дату таких событий практически невозможно и в качестве защитных мер можно лишь увеличивать прочность и надежность кровли и стропильной системы.

Сбор нагрузок на кровлю

Зависимость нагрузок от угла наклона крыши

Угол наклона крыши определяет площадь и мощность контакта кровли с ветром и снегом. При этом, снеговая масса имеет вертикально направленный вектор силы, а ветровое давление, вне зависимости от направления — горизонтальный.

Поэтому, принимая угол наклона более крутым, можно снизить давление снежных масс, а иногда и полностью исключить возникновение скоплений снега, но, при этом, увеличивается «парусность» крыши, ветровые напряжения возрастают.

Очевидно, что для снижения ветровых нагрузок идеальной была бы плоская кровля, тогда как именно она не позволит скатываться массам снега и поспособствует образованию больших сугробов, при таянии способных промочить всю постройку. Выходом из ситуации является выбор такого угла наклона, при котором максимально удовлетворяются требования как по снеговой, так и по ветровой нагрузкам, а они в разных регионах имеют индивидуальные значения.

Зависимость нагрузки от угла крыши

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона

Количество осадков — показатель, напрямую зависящий от географии региона. Более южные районы снега почти не видят, более северные имеют постоянное сезонное количество снеговых масс.

При этом, высокогорные районы, вне зависимости от географической широты, имеют высокие показатели по количеству выпадающего снега, что, в сочетании с частыми и сильными ветрами, создает массу проблем.

Строительные Нормы и Правила (СНиП), соблюдение положений которых является обязательным к выполнению, содержат специальные таблицы, отображающие нормативные показатели количества снега на единицу поверхности в разных регионах.

Эти данные являются основой расчетов снеговых нагрузок, поскольку они вполне достоверны, а также приводятся не в средних, а в предельных значениях, обеспечивающих должный запас прочности при строительстве крыши.

Тем не менее, следует учитывать устройство кровли, ее материал, а также — наличие дополнительных элементов, вызывающих скопления снега, поскольку они могут существенно превышать нормативные показатели.

Вес снега на квадратный метр крыши в зависимости от региона на схеме ниже.

Регион снеговой нагрузки

Расчет снеговой нагрузки на плоскую крышу

Расчет несущих конструкций выполняется по методу предельных состояний, то есть таких, когда испытываемые усилия вызывают необратимые деформации или разрушения. Поэтому прочность плоской кровли должна превышать величину снеговой нагрузки для данного региона.

Для элементов крыши существует два типа предельных состояний:

• Конструкция разрушается.
• Конструкция деформируется, выходит из строя без полного разрушения.

Расчеты ведутся по обоим состояниям, имея целью получить надежную конструкцию, гарантированно выдерживающую нагрузку без последствий, но и без излишних затрат строительных материалов и труда. Для плоских крыш значения снеговых нагрузок будут максимальными, т.е. поправочный коэффициент уклона равен 1.

Таким образом, согласно таблицам СНиП, общий вес снега на плоской кровле составит величину норматива, умноженную на площадь кровли. Значения могут достигать десятки тонн, поэтому зданий с плоскими крышами в нашей стране практически не строят, особенно в регионах с высокими нормами осадков в зимнее время.

Нагрузка на плоскую крышу

Расчет снеговой нагрузки на кровлю онлайн

Пример расчета снеговой нагрузки поможет наглядно продемонстрировать порядок действий, а также покажет возможную величину давления снега на конструкции дома.

Снеговая нагрузка на кровлю рассчитывается с помощью следующей формулы:

где S — давление снега на квадратный метр кровли.

Sg — нормативная величина снеговой нагрузки для данного региона.

µ — поправочный коэффициент, учитывающий изменение нагрузки на разных углах наклона кровли. От 0° до 25° значение µ принимается равным 1, от 25° до 60° — 0,7. При углах наклона кровли свыше 60° снеговая нагрузка не учитывается, хотя в реальности бывают скопления мокрого снега и на более крутых поверхностях.

Произведем подсчет нагрузки на кровлю площадью 50 кв.м, угол наклона — 28° (µ=0,7), регион — Московская область.

Тогда нормативная нагрузка составляет (по данным СНиП) 180 кг/кв.м.

Умножаем 180 на 0,7 — получаем реальную нагрузку 126 кг/кв.м.

Полное давление снега на кровлю составит: 126 умножаем на площадь кровли — 50 кв.м. Результат — 6300 кг. Таков расчетный вес снега на крыше.

Снеговое воздействие на кровлю

Ветровая нагрузка на кровлю

Расчет ветровой нагрузки производится подобным образом. За основу берется нормативное значение ветровой нагрузки, действующее в данном регионе, которое умножается на поправочный коэффициент высоты здания:

W — ветровая нагрузка на квадратный метр площади.

Wo — нормативная величина по региону.

k — поправочный коэффициент, учитывающий высоту над поверхностью земли.

Имеются три группы значений :

• Для открытых участков земной поверхности.
• Для лесных массивов или городской застройки с высотой препятствий от 10 м.
• Для городских поселений или местностей со сложным рельефом с высотой препятствий от 25 м.

Все нормативные значения, как и поправочные коэффициенты содержатся в таблицах СНиП и должны учитываться при расчетах нагрузок.

В заключение необходимо подчеркнуть большую величину и неравномерность нагрузок, создаваемых снегом и ветрами. Значения, сопоставимые с собственным весом крыши, нельзя игнорировать, такие величины слишком серьезны. Невозможность регулировать или исключать их присутствие заставляет реагировать путем увеличения прочности и правильного выбора угла наклона.

Все расчеты должны опираться на СНиП, для уточнения или проверки результатов рекомендуется использовать онлайн-калькуляторы, которых много в сети. Лучшим способом станет применение нескольких калькуляторов с последующим сравнением полученных величин. Правильный расчет — основа долговременной и надежной службы кровли и всей постройки.

Полезное видео

Более подробно о кровельных нагрузках вы можете узнать из этого видео: