DN16 или DN20 в квартире: где какой диаметр трубы нужен

При проектировании водоснабжения квартиры часто возникает вопрос: какую трубу использовать — 16 или 20 мм?

Но правильный инженерный подход заключается не в том, чтобы выбрать один диаметр для всей квартиры.

У разных участков водопровода разные задачи. Для одной линии важнее компактность и достаточный расход, для другой — минимальные потери давления и возможность получить большой расход воды в момент, когда человек принимает душ или набирает ванну.

Поэтому в хорошо спроектированной системе совершенно нормально использовать и 16, и 20 мм:

• 16 мм — для большинства индивидуальных подводок к сантехническим приборам;
• 20 мм — для душевых и ванн, а также для подключения водонагревателя и других участков с повышенным расходом;
• для магистралей и коллекторных участков диаметр определяется уже по расчётному расходу и потерям давления.

Сначала разберёмся с цифрами

В этой статье под «трубой 16 мм» и «трубой 20 мм» будем понимать распространённые полимерные трубы с наружным диаметром 16 и 20 мм и толщиной стенки 2 мм:

И здесь появляется первый интересный факт.

У трубы 20×2 площадь внутреннего сечения примерно в 1,78 раза больше, чем у трубы 16×2.

То есть увеличение наружного диаметра всего на 4 мм даёт почти 78% дополнительной площади проходного сечения.

Именно поэтому разница между 16 и 20 мм в гидравлическом отношении намного больше, чем кажется по внешнему виду труб.

Сколько воды может пройти через 16 и 20 мм

Для предварительной оценки расход можно определить по площади сечения и скорости движения воды:

Q = v × A

где:

• Q — расход воды;
• v — скорость движения воды;
• A — площадь внутреннего сечения трубы.

Для труб 16×2 и 20×2 мм получаем следующую картину:

Это не означает, что сантехнический прибор обязательно будет потреблять именно такой расход. Таблица показывает пропускную способность трубы при заданной скорости движения воды.

Фактический расход зависит от давления, длины трубопровода, арматуры, фитингов и характеристик самого прибора.

Почему для душа имеет смысл использовать 20 мм

Душ — один из тех потребителей, где человек непосредственно ощущает недостаток расхода воды.

Для раковины небольшое снижение расхода обычно практически незаметно. Для душа ситуация другая.

Если человек принимает душ, ему хочется получить одновременно:

• достаточный расход воды;
• стабильную температуру;
• нормальное давление на душевой лейке;
• минимальные изменения расхода при открытии другого прибора.

Поэтому на линии к душевому смесителю разумно предусмотреть 20-миллиметровую трубу, особенно если линия достаточно длинная или проходит через несколько фитингов и элементов арматуры.

При одинаковой скорости труба 20×2 мм способна пропустить примерно в 1,78 раза больший расход, чем 16×2 мм.

Например:

• 16×2 мм при 1,2 м/с — около 8,1 л/мин;
• 20×2 мм при 1,2 м/с — около 14,5 л/мин.

Это уже не теоретическая разница «на бумаге», а вполне заметный запас по расходу для душевого оборудования.

Но дело не только в расходе

Главное преимущество большей трубы проявляется не только в том, сколько воды она способна пропустить, но и в том, сколько давления при этом будет потеряно по пути.

Представим две трубы одинаковой длины, по которым необходимо пропустить один и тот же расход.

В трубе 16×2 мм внутренний диаметр около 12 мм, а в трубе 20×2 мм — около 16 мм.

Чтобы пропустить одинаковый расход через меньшую трубу, воде приходится двигаться быстрее.

Например, если через 16×2 мм проходит 8 л/мин, скорость воды составляет примерно 1,18 м/с.

В трубе 20×2 мм тот же расход создаёт скорость всего около 0,66 м/с.

То есть при одинаковом расходе скорость воды в 16-миллиметровой трубе примерно в 1,8 раза выше.

А гидравлические потери при этом растут значительно быстрее, чем сама скорость.

Почему несколько метров трубы 20 мм иногда дают больше эффекта, чем кажется

На коротком участке разница между 16 и 20 мм может быть небольшой. Но если линия длинная, к ней добавляются:

• угольники;
• тройники;
• запорные краны;
• фильтры;
• обратные клапаны;
• смеситель;
• другие местные сопротивления.

Суммарная потеря давления начинает становиться заметной.

Особенно это важно для душевых смесителей и ванн, где нужен относительно большой расход непосредственно в точке водоразбора.

Поэтому увеличение диаметра трубы на таком участке — это не попытка «сделать систему с огромным запасом», а способ сохранить располагаемое давление там, где оно действительно нужно.

А почему тогда не сделать всю квартиру 20 мм?

Можно. Но в большинстве квартир это не даёт пропорциональной пользы.

Если от коллектора идёт отдельная линия к умывальнику, то делать её 20 мм только потому, что «20 лучше», обычно нет необходимости.

Для небольших потребителей 16×2 мм обеспечивает вполне достаточный расход при разумной скорости движения воды.

Например, при скорости 0,8 м/с труба 16×2 мм пропускает около 5,4 л/мин.

Для многих бытовых приборов этого достаточно.

При этом меньшая труба:

• занимает меньше места;
• проще укладывается в конструкции;
• имеет меньший расход материала;
• обычно требует менее габаритных фитингов;
• удобнее при выполнении квартирной разводки.

Где 16 мм обычно вполне достаточно

При индивидуальной коллекторной разводке труба 16×2 мм хорошо подходит для отдельных линий к потребителям с умеренным расчётным расходом.

Например:

Это не таблица нормативных диаметров. Это практический принцип построения квартирной разводки. Окончательный диаметр конкретного участка определяется расчётом.

Почему водонагреватель лучше подключать 20 мм

Водонагреватель занимает особое место в системе.

После него горячая вода может одновременно поступать к душу, ванне и другим потребителям. Кроме того, сам водонагреватель, его группа безопасности, обратные клапаны, фильтры и запорная арматура создают дополнительные гидравлические сопротивления.

Поэтому подводку к водонагревателю разумно выполнять 20-миллиметровой трубой, если конструкция и схема системы это позволяют.

Особенно это актуально для накопительных водонагревателей большого объёма, систем с несколькими санузлами и случаев, когда от водонагревателя требуется обеспечить хороший расход сразу на наиболее производительные точки водоразбора.

При этом важно понимать: труба 20 мм не увеличивает производительность самого водонагревателя.

Если водонагреватель способен нагревать воду только с определённой мощностью или имеет ограниченный выходной расход, установка трубы большего диаметра не превратит его в более производительный прибор.

Задача 20-миллиметровой подводки другая — не создавать лишнее гидравлическое сопротивление между водонагревателем и системой.

Особенно важно для проточных водонагревателей

Для проточного водонагревателя вопрос расхода ещё более чувствителен.

Если через прибор проходит больший расход воды, для обеспечения той же температуры требуется соответствующая тепловая мощность.

Например, нагрев воды на 30 °C при расходе 10 л/мин требует примерно:

P ≈ 21 кВт.

При расходе 15 л/мин для того же повышения температуры потребуется уже около:

P ≈ 31 кВт.

Поэтому увеличение диаметра трубы и увеличение возможного расхода — это только одна часть задачи. Сам водонагреватель также должен быть способен обеспечить необходимый расход горячей воды.

Для квартиры с проточным водонагревателем гидравлический и тепловой расчёт необходимо рассматривать совместно.

А что делать с магистралью до коллектора?

Здесь уже нельзя дать универсальный ответ «16 или 20».

Участок от ввода до коллектора одновременно питает несколько потребителей, поэтому его диаметр определяется расчётным расходом всей подключённой группы.

Например:

                         ┌── умывальник 16
                         │
Ввод ── фильтр ── коллектор ── кухня 16
                         │
                         ├── стиральная машина 16
                         │
                         ├── душ 20
                         │
                         └── ванна 20

Здесь 16 мм после коллектора может быть вполне достаточно для небольших потребителей, а наиболее расходные линии выполняются большим диаметром.

А вот участок ввод → фильтр → коллектор уже должен рассчитываться по суммарному расчётному расходу.

Почему не стоит увеличивать диаметр всех труб подряд

Иногда встречается подход:

«Раз 20 мм лучше пропускает воду, значит всю квартиру надо делать 20 мм».

Это не инженерный подход.

Диаметр трубы должен соответствовать расчётному расходу конкретного участка.

СП 30.13330.2020 определяет максимальный расчётный расход воды для расчётного участка с учётом количества санитарно-технических приборов и вероятности их одновременного действия.

Поэтому на разных участках одной квартиры вполне могут использоваться разные диаметры.

Что говорит гидравлика о скорости воды

Скорость воды — один из ключевых параметров при выборе диаметра.

СП 30.13330.2020 связывает допустимую скорость движения воды с допустимым уровнем шума и местными сопротивлениями системы. В приложении И приведены значения допустимых скоростей в зависимости от этих условий.

Для предварительной оценки удобно посмотреть, какие скорости получаются в трубах 16×2 и 20×2 при одном и том же расходе:

Эта таблица очень наглядно показывает, почему 20 мм имеет смысл именно на расходных линиях.

Например, при расходе 12 л/мин скорость в трубе 16×2 мм уже около 1,77 м/с, а в 20×2 мм — около 0,99 м/с.

То есть один и тот же душевой расход проходит через трубу 20×2 значительно спокойнее.

Есть ещё один важный эффект: сопротивление трубы растёт очень быстро при уменьшении диаметра

Для одинакового расхода уменьшение внутреннего диаметра приводит к резкому увеличению гидравлических потерь.

Это можно оценить по общей зависимости гидравлических потерь от диаметра: для типичного турбулентного режима сопротивление длинного прямого участка очень чувствительно к диаметру и приблизительно изменяется как величина, близкая к 1/d⁵ при использовании инженерных приближений типа формулы Хазена — Вильямса.

Поэтому разница между внутренними диаметрами 12 и 16 мм намного серьёзнее, чем разница «всего четыре миллиметра».

При прочих равных условиях это объясняет, почему небольшое увеличение диаметра на расходном участке способно существенно уменьшить потерю давления.

Практическая схема для квартиры

Для типовой квартиры с несколькими санузлами разумный принцип может выглядеть следующим образом:

Это не заменяет гидравлический расчёт. Но как принцип проектирования квартирной разводки такая схема позволяет не увеличивать диаметр там, где это не даёт практической пользы, и одновременно обеспечить хороший запас на наиболее требовательных потребителях.

Итог: 16 или 20?

Правильный вопрос звучит не так:

«Какая труба лучше — 16 или 20 мм?»

Правильный вопрос:

«Какой диаметр нужен на каждом конкретном участке системы?»

Для квартиры разумно использовать оба диаметра.

16×2 мм — компактная и вполне производительная труба для большинства индивидуальных подводок к бытовым сантехническим приборам.

20×2 мм — хороший выбор для участков с повышенным расходом, прежде всего для душевых смесителей, ванн и подключения водонагревателя, где особенно важно сохранить давление и не создавать лишнее гидравлическое сопротивление.

А магистраль от ввода до коллектора следует подбирать отдельно — по расчётному расходу всей группы потребителей.