Distribution des tuyaux d'alimentation en eau dans un appartement : schémas courants et options de réalisation

L'eau est un élément clé du maintien de la vie de chaque maison. Et une répartition judicieuse des tuyaux d'alimentation en eau dans l'appartement permet d'assurer une alimentation en eau ininterrompue à tous les points de puisage – sanitaires et équipements.

La conception du système repose sur un calcul hydraulique, la détermination des pertes de charge probables et le choix du diamètre des tuyaux. Le schéma de répartition lui-même – collectrice ou en série – joue également un rôle important. Convenez qu'à première vue, tout semble complexe et confus. Cependant, il n'en est rien.

Nous vous aiderons à comprendre les nuances de l'aménagement du réseau d'eau interne, nous indiquerons les principes et les schémas de disposition de la conduite principale. Après avoir étudié le matériel, vous pourrez réaliser vous-même la conception et la répartition des tuyaux d'alimentation en eau.

Conception de l'alimentation en eau dans l'appartement

La préparation d'un projet correct de répartition de l'alimentation en eau permettra d'éviter des problèmes tant au stade de l'installation des tuyaux que plus tard, lors de l'utilisation des équipements consommateurs d'eau.

Il convient de déterminer précisément la liste des sanitaires et des équipements ménagers fixes consommateurs d'eau qui seront installés dans l'appartement. Ensuite, dessiner le plan de l'appartement à l'échelle, y indiquer les emplacements des appareils nécessitant un raccordement à l'alimentation en eau.

Il reste à déterminer le schéma de dérivation du pipeline, en tenant compte dans le plan de tous les équipements stationnaires consommant de l'eau. Outre les consommateurs d'eau, le schéma indique les équipements faisant partie du système d'alimentation en eau (compteurs d'eau, pompes, etc.), la longueur des sections de pipeline et les diamètres des tuyaux.

Il est plus pratique de faire passer les canalisations d'eau le long des murs – dans des saignées ou en surface. Si nécessaire, on peut recouvrir la conduite apparente d'un coffrage en plastique, en plâtre (+)

Idéalement, le schéma doit tenir compte des positions et des caractéristiques (taille, type) des adaptateurs, raccords, manchons, etc. Cependant, cela n'est réalisable que pour un plombier. Il est plus simple de préparer un projet sans ces « détails », de se rendre avec lui dans un magasin de plomberie et de montrer le projet au vendeur. Il vous aidera à choisir les petites fournitures nécessaires.

Mais avant d'aller chercher les tuyaux et raccords, il est nécessaire d'effectuer le calcul hydraulique du projet du système d'alimentation en eau. Cela permettra de garantir l'absence de chute de pression significative dans le système de distribution d'eau conçu, sa capacité à fournir de l'eau à tous les consommateurs lorsqu'ils fonctionnent simultanément.

Calcul hydraulique de l'alimentation en eau de l'appartement

Par calcul hydraulique de la conduite d'eau, on entend le calcul de trois paramètres :

• débit d'eau dans les sections individuelles de la canalisation ;
• vitesse de l'eau dans la canalisation ;
• diamètre des tuyaux pour lequel la perte de charge est acceptable.

Si, en tenant compte des pertes de charge dans la canalisation, la pression s'avère inférieure à la norme, il sera nécessaire d'installer une pompe de surpression à l'arrivée d'eau.

Les canalisations montées sur des tés filetés sont plus faciles à installer et à dissimuler. Cependant, le dernier appareil consommateur d'eau peut manquer de pression (+).

Le débit d'eau normatif pour un équipement sanitaire donné peut être déterminé soit à partir de sa fiche technique, soit, sous forme générale, selon le SP 30.13330.2012 (annexe A1).

Les informations sur le débit normatif de ladite annexe, applicables aux sanitaires domestiques, sont indiquées dans le tableau sur l'image.

Plus il y a d'équipements raccordés au réseau d'eau et plus ils sont utilisés simultanément, plus
le risque de pression insuffisante est élevé. Cela concerne particulièrement les canalisations en série (+).

Étant donné que dans un appartement, les appareils sanitaires font partie du circuit d'un même réseau d'eau et que leur utilisation simultanée est envisagée, les débits correspondants sont additionnés.

Par exemple, le réseau d'alimentation en eau d'un appartement comprend un lavabo, une douche et des toilettes, dont le fonctionnement simultané est tout à fait possible. On additionne les débits maximaux en seconde des deux premiers appareils : 0,15+0,2=0,35 l/s.

En ce qui concerne les toilettes, le tableau indique le débit maximal en litre par seconde pour la chasse d'eau, et non pour le remplissage du réservoir. Il faut donc convertir en secondes le débit horaire moyen de cet appareil sanitaire : 4:3600=0,0011 l/s. Le débit total en seconde pour les trois appareils sera : 0,35+0,0011=0,3511 l/s.

Calcul du diamètre des tuyaux d'eau

La section de la conduite d'eau, plus précisément l'aire de la section, est déterminée par la formule :

S=π·r²,

où :

• S – aire de la section du tuyau, m² ;
• π – nombre «pi» avec une valeur suffisante de 3,14 ;
• r – rayon de la section intérieure, m.

En règle générale, pour les tubes en acier, la valeur du rayon est égale à la moitié de la valeur de leur diamètre nominal (DN). Pour les tubes en plastique, le diamètre extérieur nominal et le diamètre intérieur diffèrent généralement d'un pas. Par exemple, pour un tube en polypropylène de 40 mm, le diamètre intérieur correspond approximativement à 32 mm.

En utilisant uniquement la formule de calcul de la section des tubes, il n'est pas possible de déterminer les paramètres de débit nécessaires de la conduite d'eau.

Il faut utiliser une autre formule :

Q=V·S,

où :

• Q – débit d'eau, m³ ;
• V – vitesse d'écoulement de l'eau, m/s ;
• S – section de la conduite, m².

Les normes pour les conduites d'eau intérieures limitent la plage de vitesse de l'eau entre 0,7 et 1,5 m/s. Si l'eau se déplace à une vitesse plus élevée, les tuyaux d'eau feront beaucoup de bruit. Déterminons la section intérieure du pipeline en tenant compte de la vitesse maximale admissible de l'eau.

Plus la vitesse du fluide dans les tuyaux d'eau est élevée, plus la résistance à son écoulement est grande. De plus,
en cas de chute de pression dans une canalisation de 16 mm due à une section insuffisante, une pompe de surpression n'aidera pas (+)

Tout d'abord, convertissons le débit d'eau calculé, en utilisant les données ci-dessus pour le lavabo, les toilettes et la douche, en mètres cubes par seconde : 0,3511·0,001 = 0,0003511 m³/s.

Nous pouvons maintenant calculer la section minimale de la canalisation en appliquant la deuxième formule et en introduisant la valeur maximale admissible de la vitesse de l'eau : S = 0,0003511 : 1,5 = 0,000234 m².

Déterminons le rayon de la section intérieure de la conduite d'eau à l'aide de la première formule : r² = 0,000234 : 3,14 = 0,00007452. Nous calculons la racine de la valeur obtenue et obtenons : r = 0,00863 m. Par conséquent, en millimètres, le rayon de la section intérieure sera de 8,63 mm.

En multipliant la valeur obtenue du rayon par deux, nous trouvons le diamètre requis de la conduite d'eau : 8,63 × 2 = 17,26 mm. C'est-à-dire que le DN optimal de la canalisation sera de 20 mm (arrondi à la valeur supérieure).

Calcul des pertes de charge de l'alimentation en eau

La formule de détermination de la perte de charge sur une canalisation d'une certaine longueur est la suivante :

H=iL·(1+K),

où :

• H – valeur de la perte de charge, m ;
• i – pente hydraulique des tuyaux du réseau d'eau de l'appartement ;
• L – longueur des tuyaux d'eau, m ;
• K – coefficient lié à la destination du réseau d'eau.

Pour les canalisations d'eau destinées à un usage domestique et potable, le coefficient K est égal à 0,3.

En général, la plus grande difficulté avec cette formule concerne le paramètre peu clair « pente hydraulique ». On entend par là la résistance au mouvement de l'eau offerte par le tuyau.

Paramètres influençant la pente hydraulique :

1. Vitesse d'écoulement de l'eau. Plus la vitesse est élevée, plus la résistance hydraulique de la canalisation est grande.
2. Diamètre du tuyau transportant l'eau. Plus il est petit, plus la valeur de la résistance hydraulique est élevée.
3. Degré de lissage des parois internes du tuyau. Cette caractéristique dépend du matériau de la canalisation (un tuyau en PEHD est plus lisse qu'un tuyau en acier) et de sa durée de service (dépôts de calcaire, rouille).

La méthode la plus pratique pour calculer la pente hydraulique est la table de F. A. Chevelev. En l'utilisant, on peut déterminer relativement rapidement la pente hydraulique en tenant compte du diamètre, du matériau de la canalisation et de la vitesse de l'eau.

Si le nombre d'appareils consommateurs d'eau dépasse 7 unités et que la longueur de la canalisation est supérieure à 25 m,
il faudra soit réaliser la conduite principale sur un peigne collecteur, soit utiliser un tuyau de 20 mm (+)

Cependant, les données du tableau de Shevelev sont quelque peu obsolètes – la plomberie moderne fonctionne sous une pression relative plus élevée que les appareils sanitaires du siècle dernier. Aujourd'hui, la pression relative normale dans l'alimentation en eau d'un appartement doit être d'au moins 0,3 kgf/m.

Effectuons à titre d'exemple la perte de charge dans un système d'alimentation en eau réalisé avec un tuyau en plastique de 20 mm de diamètre, d'une longueur totale de 23 m et d'une vitesse maximale de l'eau de 1,5 m/s.

La valeur de la pente hydraulique pour la canalisation avec les paramètres mentionnés sera de 232,7, pour une longueur de 1000 m (1000i). Pour trouver la valeur de i utilisée dans la formule de calcul de la perte de charge, il faut diviser par 1000, soit 232,7:1000=0,2327.

Compte tenu de la valeur du coefficient de 0,3 (réseau d'eau sanitaire), calculons la formule : H=0,2327·23·(1+0,3)=6,95 m.

C'est-à-dire qu'une pression relative de 0,5 atmosphère au dernier appareil sanitaire (terminal) sera atteinte si la pression dans le réseau d'eau de l'appartement est maintenue à une valeur égale à 0,5+0,695=1,195 kgf/cm².

Étant donné que la pression dans la canalisation principale n'est généralement pas inférieure à 2,5 atmosphères, la condition de fonctionnement du réseau d'eau considéré dans l'exemple est tout à fait respectée.

Schémas de répartition de l'alimentation en eau

Le choix du schéma optimal de raccordement des équipements sanitaires consommateurs d'eau dépend du nombre de consommateurs, de l'état d'avancement des travaux de rénovation dans l'appartement et de la capacité financière de son propriétaire.

Aujourd'hui, deux méthodes de distribution de l'eau aux consommateurs intérieurs de l'appartement sont les plus répandues :

1. Séquentielle. Un seul tuyau de type principal est tiré depuis les colonnes montantes d'alimentation en eau, alimentant successivement les appareils sanitaires et électroménagers.
2. Collecteur. Par l'intermédiaire d'un distributeur d'eau, appelé « peigne », le liquide parvient aux consommateurs de l'appartement par des tuyaux individuels.

Souvent, dans les systèmes d'eau des appartements, les deux types de distribution sont combinés, ce qui peut être pratique et avantageux. Examinons ces schémas plus en détail.

Répartition en série de l'alimentation en eau

En planifiant la construction d'une conduite d'eau d'appartement avec des tés (en série), il est important de ne pas se tromper sur le diamètre des tuyaux. Choisir correctement la section de la conduite principale permettra, entre autres, le calcul des pertes de charge de l'eau.

Les sections de canalisation qui relient les appareils sanitaires à la conduite d'alimentation sont reliées à celle-ci via des tés ou des prises d'eau (+)

Cette méthode de construction de l'alimentation en eau dans les appartements était largement utilisée dans le passé soviétique pour les raisons suivantes : la petite surface des logements, la simplicité et le faible coût d'exécution des travaux.

Les inconvénients de la conduite principale en série se traduisent par une baisse significative de la pression de l'eau sur le dernier appareil sanitaire qui y est raccordé. Dans les systèmes d'eau chaude sanitaire (ECS), l'eau refroidit considérablement, il faut la purger et attendre que le liquide à la température requise arrive par le tuyau jusqu'au consommateur.

Cependant, pour une faible longueur du système de conduite d'eau, le choix du schéma d'alimentation en té se justifie par son coût relativement bas.

Alimentation en eau par collecteur dans l'appartement

Ce qui distingue la conduite principale à collecteur de la canalisation en série, c'est la possibilité d'utiliser des tuyaux de plus petite section sans perte de pression. Une pompe de surpression n'est pas nécessaire pour la conduite d'eau sur le collecteur.

Le principe de la distribution par collecteur rappelle le système de chauffage par « plancher chauffant » — les flux d'eau sont répartis sur plusieurs branches de canalisation de faible longueur (+)

Pour les appartements de grande surface, une telle distribution en éventail de l'eau convient parfaitement.

Tout d'abord, les débits d'alimentation en eau dans chaque canalisation individuelle permettent un réglage précis. Des mécanismes spéciaux sur le « peigne » collecteur sont ajustés pour fournir le volume de liquide nécessaire.

C'est particulièrement pratique pour la gestion de l'ECS – on peut à tout moment réduire l'alimentation en eau chaude vers un point de consommation spécifique. Mais les schémas collecteurs d'alimentation en eau ont une architecture complexe et nécessitent davantage de tuyaux pour leur construction.

Tuyaux pour réseau d'eau d'appartement

C'est précisément le matériau des tuyaux d'eau qui détermine les méthodes possibles de leur installation. Dans le domaine domestique, on utilise quatre types principaux de tuyaux : en acier, en cuivre, en métal-plastique et des tuyaux flexibles appelés raccords de plomberie.

Les tuyaux en acier sont les plus résistants, donc les plus fiables. C'est pourquoi dans les appartements, toute la tuyauterie liée aux colonnes d'eau est réalisée uniquement en acier. Les tuyaux en acier galvanisé offrent la meilleure résistance à la rouille.

Une canalisation en cuivre est plus fiable qu'une canalisation en acier ou en plastique. Mais seulement à condition d'être réalisée par un professionnel
. Le soudage des segments des réseaux en cuivre – n'est pas une tâche pour un amateur.

L'assemblage du système d'alimentation en eau se fait par soudure et raccords à manchon, ainsi qu'en utilisant des raccords à presser pour tuyaux en acier. Pour les tuyaux galvanisés, le soudage n'est pas applicable car il détruirait la couche de protection.

Les tuyaux en cuivre se caractérisent par une grande fiabilité et durabilité, mais ils sont les plus chers. Les tuyaux en cuivre ont une conductivité thermique élevée, l'isolation thermique est obligatoire pour eux. Le raccordement des tuyaux en cuivre se fait par brasage capillaire et par raccords filetés et à presser.

Malgré tout le confort des tubes en plastique comme canalisations d'eau, ils présentent des limitations d'utilisation – une température d'eau inférieure à 95°C et une pression ne dépassant pas 10 atmosphères. L'assemblage des segments en PVC lors de la construction du réseau de plomberie se fait à l'aide de raccords spéciaux.

Les tuyaux en métal-plastique sont les plus courants. Ils conviennent bien pour les conduites intérieures dans les pièces d'un appartement. Le principal inconvénient du métal-plastique pour l'eau est sa faible résistance aux dommages mécaniques. Ces tuyaux ne sont installés qu'en étant encastrés dans les murs, on ne peut pas les faire passer à découvert.

Le tuyau de raccordement sanitaire flexible est enfermé dans une tresse métallique. Grâce à cette tresse, il peut supporter une pression élevée, mais il est vulnérable aux dommages externes.

Ce type de raccordement est utilisé dans les limites d'une seule pièce, par exemple pour relier un évier, un lave-vaisselle ou un lave-linge, ou un chauffe-eau à la source d'eau.

Raccordements de tuyaux métalliques par manchons

La fixation des sections de tubes de cette manière se fait par un raccord fileté. Les sections de tubes à raccorder doivent avoir un filetage intérieur (un segment) et un filetage intérieur (l'autre segment). Les diamètres de filetage sont indiqués en pouces. Les filetages sont réalisés avec des diamètres de 1/2, 3/4, un pouce, un pouce et demi, deux pouces, etc.

L'assemblage des canalisations d'eau sans clés spéciales sera particulièrement difficile. Une clé à gaz, d'apparence simple,
permettra de serrer un écrou et de maintenir un tube, et ce, d'une seule main.

On distingue le filetage de tube et le filetage de fixation. Le premier est taillé sur les tubes, le second sur les manchons et autres éléments de fixation (pièces de forme).

Pour assembler deux sections de canalisation solidement fixées, on utilise des raccords démontables – les manchons filetés. Sur un segment de tube, on réalise un filetage long – suffisant pour visser complètement le raccord et le rapprocher du second segment avec un filetage court.

Il ne reste plus qu’à visser le raccord du manchon fileté du premier tube sur le filetage court du deuxième tube, à relier au premier.

L’ordre d’assemblage du manchon fileté est le suivant :

1. Pour l’étanchéité du filetage court, on enroule un joint en lin imprégné de peinture à l’huile (par exemple, du minium). On peut également utiliser un ruban en PTFE.
2. Un contre-écrou est vissé sur la section de tube avec le filetage long. Il est nécessaire pour bloquer le raccord.
3. Le raccord est vissé sur le filetage long jusqu’au contre-écrou.
4. Après avoir aligné les tubes à raccorder, on visse le raccord sur la section avec le filetage court. Il reste à étanchéifier avec une mèche de lin la partie du filetage long entre le contre-écrou et le raccord, puis à serrer le contre-écrou contre le raccord de manière à ce que le joint soit dans le chanfrein du contre-écrou.

Pour former le manchon fileté, il est pratique d’utiliser des clés à tubes spéciales – le système Volevatch et la clé à deux leviers.

Il est préférable de monter entièrement l'ensemble du collecteur d'eau avec des éléments métalliques. Ainsi,
le nœud de distribution sera le plus fiable, et ses segments ne se desserreront pas.

Outre les raccords, les tuyaux métalliques peuvent être assemblés avec des raccords à sertir conçus pour les tuyaux en cuivre ou en acier. Les raccords à sertir ressemblent extérieurement à des raccords ordinaires, mais sont équipés en plus d'anneaux d'étanchéité. Ces derniers servent au sertissage des tuyaux (des pinces spéciales sont nécessaires) reliés par un raccord à sertir.

Les soudures sont les plus solides, mais seul un spécialiste peut les réaliser de manière qualitative. Rappelons que les tuyaux galvanisés ne peuvent pas être soudés car la couche de zinc se détache.

Le brasage capillaire, utilisé lors de la construction d'un raccord sur une conduite d'eau en cuivre, est réalisé avec un chalumeau développant une température de 150^°C. La soudure fond dans un espace de 0,4 mm (pas plus !) entre le raccord et le tuyau, reliant solidement les segments de la conduite d'eau. Notons que ce type de brasage n'est effectué que par un professionnel, un non-spécialiste ne peut pas le réaliser.

Les méthodes de raccordement des tuyaux en cuivre sont présentées dans la sélection de photos suivante :

Nuances du montage des tuyaux métal-plastique

Le montage est effectué avec des outils spéciaux : cisailles à couper les tuyaux, un calibreur, des mandrins pour cintrer les tuyaux (intérieurs et extérieurs), un outil de pressage et des clés à molette.

Le raccordement des tubes métal-plastique s'effectue généralement avec des raccords à compression ou à pression. Le principe de montage des mamelons via les raccords à compression est assez simple, basé sur un assemblage fileté. L'assemblage avec des raccords à pression est plus complexe, nous allons l'examiner en détail.

La fiabilité de l'assemblage d'une plomberie en tubes plastique est largement liée aux raccords, à la qualité de leur fabrication et de leur montage sur les canalisations. Choisir des raccords uniquement sur la base du prix est une erreur (+)

La construction des raccords à pression utilisés dans l'assemblage des canalisations métal-plastique comprend un raccord intérieur et une douille de sertissage. Au centre du raccord à pression se trouve une bague en plastique diélectrique.

Avant le début du montage, le tube est coupé, ce qui fait que la coupe prend une forme ovale. Pour redonner une forme ronde à l'extrémité du tube métal-plastique, on utilise un outil spécial : le calibreur.

Extérieurement, il ressemble à une pyramide d'enfant à plusieurs étages, mais les anneaux sont fixes. Pour aligner l'extrémité coupée du tube à un certain rayon, le calibreur est vissé à l'intérieur à l'aide d'une poignée.

Pour monter un raccord à compression, il faut installer successivement sur le tube un écrou avec une bague fendue, introduire le raccord avec précaution jusqu'en butée dans le tube, puis visser l'écrou.

Pour réaliser un raccordement avec un raccord à presser, on place une bague de sertissage sur le tuyau, puis on insère le raccord mâle et, à l'aide de pinces à presser, on effectue le sertissage du manchon.

La fixation du tube métal-plastique sur les surfaces se fait à l'aide de clips spéciaux, préalablement fixés au sol ou aux murs.

Comme les tubes métal-plastique se plient bien, il n'est pas nécessaire de les couper pour installer un raccord dans la zone de courbure. Pour donner à un tel tube une forme courbée, on utilise des mandrins flexibles internes ou externes.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Assemblage d'une conduite d'eau en tubes métal-plastique réalisé par un plombier professionnel :

Vidéo pratique d'instructions pour l'installation de raccords pour tubes métal-plastique, le montage de manchons et de sections intermédiaires de la conduite d'eau :

Vidéo didactique sur le brasage capillaire des tubes en cuivre pour un réseau d'eau :

Règles de choix des tubes en polypropylène pour l'alimentation en eau :

La construction d'un système d'alimentation en eau fonctionnel dans un appartement est impossible sans attention aux détails à chaque étape – conception, réalisation du calcul hydraulique ou assemblage du schéma de distribution choisi. Cependant, que vous vous reposiez sur des solutions standard ou que vous réalisiez une installation efficace pour les années à venir, c'est à vous de décider.

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