E‑book - Zasady obliczania instalacji gazowych

RQMaEoLYEq3nl

Ilustracja przedstawia okładkę e‑booka. Na zdjęciu pośrodku widoczny jest rząd rurek gazowych z zaworami i przyłączami. Poniżej, na czarnym tle, widoczny jest tytuł e‑booka: Zasady obliczania instalacji gazowych. Poniżej widoczny napis: E‑zasób Obliczanie instalacji gazowych dla kwalifikacji BUD.29. Organizacja i wykonywanie robót związanych z budową i eksploatacją instalacji gazowych. Kwalifikacja wyodrębniona w zawodzie: Technik gazownictwa 311913.

Spis treści

Zasady obliczania instalacji gazowychZasady obliczania instalacji gazowych

Budowa instalacji gazowejBudowa instalacji gazowej

Projekt instalacji gazuProjekt instalacji gazu

Obliczanie instalacji gazuObliczanie instalacji gazu

Zapotrzebowanie gazuZapotrzebowanie gazu

Wykaz źródełWykaz źródeł

Zasady obliczania instalacji gazowych

Instalacja gazowa jest to umieszczony w budynku lub poza nim (w przypadku, gdy kurek główny znajduje się np. w skrzynce umieszczonej w ogrodzeniu) układ przewodów i armatury gazowej oraz wyposażenie i urządzenia gazowe. Za początek instalacji gazowej uznaje się kurek główny gazowy, który ma za zadanie odcięcie instalacji od przyłącza. Zakończeniem instalacji są urządzenia gazowe takie jak kuchenka gazowa, gazowy podgrzewacz wody czy kocioł gazowy.

Na poniższym rysunku przestawiono gazomierz oraz przykładowy przebieg sieci gazowej i przyłącza w kolorze pomarańczowym, a także instalację gazową w kolorze żółtym.

RVJX4GWT4cxps

Grafika przedstawia budynek mieszkalny wraz z instalacją gazową doprowadzoną do budynku.
Jeden narożnik budynku pokazany jest w przekroju i prezentuje rozprowadzenie instalacji gazowej. Z lewej strony domu, na poziomie gruntu, widoczny jest schematycznie pokazany pas ziemi, pod którą widoczne jest brązowa rura podpisana: gazociąg. Tuż na wysokości domu, od rury tej odchodzi prostopadle rura w kolorze pomarańczowym, podpisana jako przyłącze, prowadząca do prostokątnej skrzynki, znajdującej się na wysokości ściany domu, podpisanej jako gazomierz. Gazomierz znajduje się w żółtej obudowie opisanej jako szafka gazowa. Od gazomierza prowadzi żółta rura, opisana jako instalacja gazowa. Przebiega na wysokości piwnicy i parteru, a następnie wyprowadzona jest na piętro budynku. Na parterze i piętrze, na pokazane są szare prostopadłościenne skrzynki opisane jako urządzenia gazowe, np. kuchenka, piecyk gazowy.

Opisy obiektów prezentowanych na grafikach są załączone w treści e‑booka. — Rysunek poglądowy instalacji gazowej
Źródło: *Akademia Finansów i Biznesu Vistula*, licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Budowa instalacji gazowej

Instalacja gazowa składa się z następujących elementów:

- kurek główny z reduktorem i gazomierzem. Kurek główny jest urządzeniem służącym do zamykania i otwierania przepływu gazu z przyłącza do instalacji gazowej. Punkt redukcyjny (reduktor) służy do obniżania i utrzymywania ciśnienia gazowego na wymaganym poziomie. Gazomierz określany jest urządzeniem redukcyjno‑pomiarowym.

- dopływ rozdzielczy czyli poziomy odcinek między kurkiem głównym a pionem

- pion – pionowy odcinek rury gazowej, który ma za zadanie dostarczenie gazu na poszczególne kondygnacje budynku

- przewody użytkowe czyli odcinki rur gazowych rozprowadzające gaz od pionu do urządzeń gazowych.

Aby zapewnić bezpieczeństwo i właściwe użytkowane każdy przewód doprowadzający gaz do urządzeń gazowych oraz pion powinien być wyposażony w zawór odcinający.

Przebieg instalacji gazowej w budynku jest uzależniony od architektonicznego układu budynku i rozkładu pomieszczeń przede wszystkim kuchni i łazienki ewentualnie kotłowni gdyż w tych pomieszczeniach najczęściej znajdują się urządzenia gazowe.

Poniższe rysunki przestawiają przykładowy projekt – rzut budynku z naniesioną instalacją gazową oraz aksonometrię instalacji gazowej.

R1Dta3d0bxFR31

Grafika przedstawia projekt instalacji gazowej. Widoczny jest plan architektoniczny domu, wpisany w prostokąt, z zaznaczonymi wewnątrz za pomocą szarych linii pomieszczeniami. W pomieszczeniu na planie kwadratu widoczne są czarne kwadraty z brązowymi napisami KCO CWU oraz KG, różowa linia łamana, wchodząca w ścianę budynku i prowadząca do zewnętrznej instalacji gazu, z kwadratem na początku i prostokątem w niewielkiej odległości od niego. Na lewo widoczne są zielone podpisy: skrzynka gazowa z kurkiem odcinającym, reduktorem II stopnia, układem pomiarowym i elektrozaworem BIG; zewnętrzna instalacja gazu wg projektowanej instalacji zewnętrznej gazu; tuleja ochronna; moduł sterujący; detektor propanu nad posadzką. W prawym dolnym rogi widoczna jest legenda: KG – Kurek główny; KCO +CWU – Jednofunkcyjny kocioł C.O. (kocioł gazowy jednofunkcyjny, stojący, o mocy nominalnej <25kW z zamkniętą komorą spalania; DN20 – Opis średnic przewodów.

Opisy obiektów prezentowanych na grafikach są załączone w treści e‑booka. — Projekt instalacji gazowej
Źródło: *Akademia Finansów i Biznesu Vistula*, licencja: CC BY 3.0.

RcwDsdllYZNNs1

Grafika przedstawia aksonometrię instalacji gazowej. Widoczna jest ściana budynku w ujęciu z ukosa. Po prawej stronie ściany, w jej dolnej części, zaznaczono prostopadłościenny element opisany jako skrzynka gazowa z kurkiem odcinającym. W skrzynkę wpisany jest żółty prostopadłościan, opisany jako gazomierz miechowy, z żółtymi literami KG po prawej stronie, z którego poprowadzone są dwie żółte linie: w dół symbolizując doprowadzenie gazu do gazomierza, oraz w górę, po ścianie budynku i w lewo, symbolizując doprowadzenie gazu do środka budynku. Po lewej stronie gazomierza, tuż przy ścianie, widoczny jest żółty prostokąt z opisem: elektrozawór Systemu Bezpiecznej Instalacji Gazowej. W dolnej części żółta linia opisana jako redukcja PE/stal, znajduje się w rurze opisanej jako rura osłonowa i skręca w prawo, jakby pod ziemię. W górnym odcinku żółtej linii zaznaczone są punkty z wymiarami, a linia dochodzi do prostopadłościanu z napisem KCO.

Poniżej widoczna jest legenda: KG – kurek główny; KCO - jednofunkcyjny kocioł centralnego ogrzewania.

Opisy obiektów prezentowanych na grafikach są załączone w treści e‑booka. — Aksonometria instalacji gazowej
Źródło: *Akademia Finansów i Biznesu Vistula*, licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Projekt instalacji gazu

Na projekt instalacji gazu składają się: opis techniczny, rysunki i obliczenia.

Opis techniczny złożony jest z dwóch części:

części ogólnej, w której zawarte są następujące informacje: nazwa inwestora, przeznaczenie budynku oraz jego usytuowanie, charakterystyka budowlana i instalcyjna;
części szczególnej, która zawiera opis sposobu zasilania w paliwo gazowe, parametry gazu, wyposażenie w aparaty gazowe, zużycie gazu, a także materiały i sposób wykonania instalacji gazowej (tutaj opisuje się m.in. sposób zabezpieczenia antykorozyjnego).

Na rysunki składają się:

plan orientacyjny w skali 1:5 000 lub 1:10 000,
plan sytuacyjny w skali 1:5000 lub 1:1000 z zaznaczeniem gazociągu ulicznego i przyłącza,
rzuty poziome piwnicy oraz pięter w skali 1:50 lub 1:100, z zaznaczeniem przewodów i urządzeń gazowych (również przewodów spalinowych i kanałów wentylacyjnych),
rysunek aksonometryczny instalacji gazowej lub jej rozwinięcie w skali 1:50 lub 1:100

Część szczególna obejmuje:

podstawy obliczeń,
współczynniki obliczeniowe, które stosuje się dla danego rodzaju gazu,
obliczenie średnic przewodów i strat ciśnienia (w formie tabeli).

W celu wykonania obliczeń instalacji gazowej konieczne jest:

Określenie liczby, lokalizacji i rodzaju odbiorników gazowych
Zapoznanie się z rzutami architektonicznymi budynku
Narysowanie na rzutach wszystkich odbiorników gazu, ich moc i pobór gazu
Obliczenie maksymalnego zapotrzebowania gazu, czyli określenie, jaki będzie pobór gazu, gdy wszystkie odbiorniki będą użytkowane jednocześnie. Te dane są niezbędne do wystąpienia o warunki techniczne przyłączenia do sieci gazowej. Jeżeli budynek jest już przyłączony do sieci i instalacja gazowa jest remontowana właściwe obliczenia zapotrzebowania i porównanie z warunkami technicznym przyłączenia mogą stanowić podstawę do:

- zmiany warunków technicznych

- likwidacji części odbiorników

- zmiany mocy odbiorników.

Narysowanie na rzutach trasy instalacji
Oznaczenie pionu instalacji gazu
Narysowanie punktu redukcyjno – pomiarowego.
Narysowanie uproszczonego schematu obliczeniowego – jednokreskowe rozwinięcie instalacji
Opisanie na rzutach oraz w tabeli obliczeniowej wstępnie przyjętych średnic i materiałów instalacji.

Przewody instalacji gazowej należy wykonywać z rur stalowych bez szwu lub rur stalowych ze szwem przewodowym łączonych poprzez spawanie. Dopuszcza się stosowanie połączeń gwintowanych do przyłączenia armatury oraz innych połączeń w budynku mieszkalnym jednorodzinnym, mieszkalnym wielorodzinnym z gazomierzami odbiorców indywidualnych, jeżeli w budynku użyteczności publicznej lub zamieszkania zbiorowego znajdują się odgałęzienia prowadzące do odrębnych lokali. Dopuszcza się również wykorzystanie rur miedzianych i łączenie rur poprzez lutowanie twarde.

Dobranie gazomierza, W przypadku gdy pobór gazu nie przekracza 10mIndeks górny 3/h dostawca gazu narzuca typ gazomierza.
Wyznaczenie trasy instalacji gazu, dla której wykonane zostaną obliczenia hydrauliczne.
Obliczanie straty liniowej i miejscowej na poszczególnych odcinkach uwzględniając wartość przepływu gazu i wstępnie określoną średnicę
Dodanie do obliczeń poprawki spowodowanej różnicą poziomów.
Obliczenie rzeczywistej straty ciśnienia w instalacji. Rzeczywista strata ciśnienia w instalacji powinna zawierać się w granicach 80‑140 Pa.
Jeżeli strata ciśnienia jest zbyt duża konieczne jest ponowne dobranie średnic i ponowne wykonanie obliczeń.
Oznaczenie na rzutach ostatecznie przyjętych średnic.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Obliczanie instalacji gazu

Gaz płynący przez rurociąg powoduje stratę ciśnienia. Zużywa się ono w celu pokonania oporów ruchu. Na opory tarcia składają się opory na długości i opory miejscowe. Dokonując obliczeń, miejscowe opory tarcia można zastąpić równoważnymi dla nich oporami tarcia zastępczych odcinków rurociągu prostego (zgodnie z danymi zamieszczonymi w poniższej tabeli).

R1KCu2D1vTpoE

Grafika przedstawia tabelę. W górnej części dwie komórki z tytułami (od lewej): Rodzaj oporu miejscowego i Średnice nominalne w mm 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80 i 100. Poniżej w pięciu wierszach wpisane są rodzaje i wartości. Od góry: Kurek - K – 0,10; 0,15; 0,15; 0,20; 0,20; 0,25; 0,40; 0,40; 0,55. Kolanko - Kl – 0,20; 0,50; 0,70; 0,90; 1,70; 1,70; 2,70; 2,70; 3,30. Zwężka – 0,10; 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,90; 1,40; 1,40; 1,60. Trójnik przelotowy - Tp – 0,20; 0,60; 0,80; 1,00; 1,20; 1,90; 2,80; 2,80; 3,70. Trójnik odnoga -To – 0,30; 0,90; 1,20; 1,50; 1,85; 2,80; 4,20; 4,20; 5,50.

Opisy obiektów prezentowanych na grafikach są załączone w treści e‑booka.

Aby ustalić wielkość strat ciśnienia, należy więc obliczyć opory tarcia na długości, korzystając z następującego wzoru:

H = A \cdot λ \cdot γ \frac{Q^{2}}{d^{5}} \cdot L

gdzie:

H - strata ciśnienia (równa oporowi ruchu) na długości L

A - współczynnik stały zależny od przyjętego układu jednostek miar,

Lambda - współczynnik tarcia zależny od lepkości gazu, charakteru ruchu, szorstkości rur itp.,

Gamma - ciężar właściwy gazu płynącego rurociągiem,

Q - objętość przepływu gazu,

d - średnica wewnętrzna rury.

Wzór na opory ruchu zawiera trzy nieznane wielkości: spadek ciśnienia, objętość przepływu i średnicę rury. Aby znaleźć jedną z nich (przeważnie niewiadomą jest średnica rury), trzeba znać pozostałe dwie wielkości.

Na podstawie doświadczeń stwierdzono, że spadek ciśnienia w instalacji (bez powodowania straty na gazomierzu i odbiorniku) nie powinien wynosić więcej niż:

w przypadku przyłącza niskiego ciśnienia: dla gazu sztucznego 100 Pa, a dla gazu ziemnego 150 Pa,
w przypadku przyłącza średniego ciśnienia: dla gazu sztucznego 150 Pa, a dla gazu ziemnego 350 Pa.

Kiedy znana jest długość drogi przepływu gazu do najmniej korzystnie położonego przyboru, gdy przyjmiemy, że opory miejscowe wynoszą około czterdziestu procent całkowitego oporu ruchu, można ustalić orientacyjną jednostkową stratę ciśnienia i dla danej instalacji. Jest to ważna informacja przy obliczaniu średnicy rur. Obliczając bilans strat ciśnienia, należy uwzględnić, że na skutek różnicy ciężarów między gazem a powietrzem w przypadku dodatniej różnicy wysokości h dla gazów lżejszych od powietrza uzyskujemy odzysk ciśnienia, który można wyrazić następującym wzorem:

H = h \underset{}{\cdot} (γ_{p o w} - γ_{g a z u})

Ponieważ objętość gazu (a więc jego gęstość i ciężar objętościowy) zależy od ciśnienia i temperatury, to wartość odzysku ciśnienia może być różna w zależności od temperatury otoczenia.

Dla przykładu: przy temperaturze 8 stopni Celsjusza i przy ciśnieniu normalnym ciężar objętościowy:

powietrza to 12,56 N/mIndeks górny 3,
gazu sztucznego wynosi 6,02 N/mIndeks górny 3,
gazu ziemnego wynosi 7,27 N/mIndeks górny 3.

Przyjmując powyższe dane odzysk ciśnienia na 1 m dodatniej różnicy wysokości wyniesie więc dla gazu sztucznego o ciężarze właściwym 6,4 N/m Indeks górny 3

Δ H = (12, 56 N / m^{3} - 6, 02 N / m^{3}) \cdot 1 m = 6, 54 N / m^{2} = 6, 54 P a

Z kolei dla gazu ziemnego o ciężarze właściwym 7,5 N/mIndeks górny 3 odzysk ten wyniesie:

Δ H = (12, 56 N / m^{3} - 7, 27 N / m^{3}) \cdot 1 m = 5, 29 N / m^{2} = 5, 29 P a

W obliczeniach przyjmujemy, że odzysk ciśnienia dla gazu sztucznego wynosi 6 Pa, a dla gazu ziemnego 5 Pa.

Należy podkreślić, że odzysk ciśnienia uwzględnia się tylko wtedy, gdy różnica poziomów wynosi więcej niż 1 metr.

Zjawisko odzysku ciśnienia może powodować, że ciśnienie przed gazomierzami różnych pięter będzie różne. Aby temu zapobiegać dobiera się średnice pionów w ten sposób, aby opory ruchu między piętrami równoważyły odzysk ciśnienia.

Kolejny parametr wymagający określenia to maksymalna objętość gazu, która przepływa przez rurociąg w określonym czasie. Dla obliczenia przewodów użytkowych i odgałęzień (za gazomierzem mieszkaniowym) przyjmuje się, że wszystkie odbiorniki znajdujące się w mieszkaniu działają w tym samym czasie.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Zapotrzebowanie gazu

Jak obliczyć zapotrzebowanie gazu?

Stosowane są różne sposoby by obliczyć szczytowe (maksymalne) zużycie gazu zależnie od rodzaju budownictwa.

W budynku mieszkalnym jednorodzinnym wielkość szczytowego zużycia gazu obliczamy, sumując dla wszystkich odbiorników iloczyny zużycia gazu urządzenia i współczynnika jednoczesności rozbioru gazu dla tego urządzenia:

RwTQ3bSPEHyCl1

Grafika przedstawia wzór na obliczenie zapotrzebowania na gaz: VΣUG (ΣUG w dolnym indeksie) równa się ΣVKG (KG w dolnym indeksie) razy fKG (KG w dolnym indeksie) plus ΣVOW (OW w dolnym indeksie) razy fOW (OW w dolnym indeksie) plus ΣVKGW (KGW w dolnym indeksie) razy fKGW (KGW w dolnym indeksie) plus ΣVKGWO (KGOW w dolnym indeksie) razy fKGWO (KGOW w dolnym indeksie.

Opisy obiektów prezentowanych na grafikach są załączone w treści e‑booka.

Gdzie:

QIndeks dolny UG – moc cieplna urządzenia gazowego [kW] (odczytujemy z katalogowej karty technicznej/ specyfikacji urządzenia)

ղIndeks dolny UG – sprawność urządzenia gazowego (odczytujemy z katalogowej karty technicznej/ specyfikacji urządzenia)

WIndeks dolny d – wartość opałowa gazu [MJ/mIndeks dolny 3] (parametr od dostawcy gazu)

Współczynniki jednoczesności poboru gazu dla urządzenia gazowego odczytujemy z tabeli

Liczba urządzeń	fIndeks dolny KG	fIndeks dolny OW	fIndeks dolny KGW	fIndeks dolny KGWD
1	0,621	1,000	1,000	1,000
2	0,448	0,800	0,883	0,954
3	0,371	0,703	0,822	0,903
4	0,325	0,641	0,782	0,863
5	0,294	0,597	0,752	0,831
6	0,271	0,564	0,729	0,806
7	0,253	0,537	0,710	0,784
8	0,239	0,515	0,694	0,766
9	0,227	0,496	0,680	0,794
10	0,217	0,480	0,668	0,735

W budownictwie wielorodzinnym wielkość zapotrzebowania na gaz oblicza się ze wzoru:

R7aL9wUdDhpXP

Grafika przedstawia wzór na obliczenie zapotrzebowania na gaz w budownictwie wielorodzinnym: Qh (h w dolnym indeksie) równa się ΣVs (s w dolnym indeksie) razy n razy f.

Opisy obiektów prezentowanych na grafikach są załączone w treści e‑booka.

Gdzie:

VS – suma obciążeń nominalnych urządzeń gazowych

n – liczba odbiorców

f – współczynnik jednoczesności rozbioru gazu do odczytu z tabeli:

Liczba odbiorców	f	Liczba odbiorców	f	Liczba odbiorców	f
1	1,000	16	0,235	90	0,096
2	0,697	18	0,222	100	0,091
3	0,565	20	0,211	110	0,087
4	0,486	25	0,188	120	0,083
5	0,433	30	0,171	130	0,079
6	0,394	35	0,157	140	0,076
7	0,363	40	0,147	150	0,073
8	0,339	45	0,138	160	0,071
9	0,319	50	0,131	170	0,069
10	0,302	60	0,119	180	0,067
12	0,275	70	0,110	190	0,065
14	0,253	80	0,102	200	0,064

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Wykaz źródeł

Akty prawne:

Rozporządzenie Ministra Przedsiębiorczości i Technologii z dnia 10 stycznia 2019 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie wymagań, którym powinny odpowiadać gazomierze i przeliczniki do gazomierzy, oraz szczegółowego zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas prawnej kontroli metrologicznej tych przyrządów pomiarowych, Dz.U. z 2019 r. poz. 219.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 26 kwietnia 2013 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe i ich usytuowanie, Dz.U. z 2013 r. poz. 640.

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 27 listopada 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych, Dz.U. z 2009 r. nr 205 poz. 1584.

Obwieszczenie Ministra Inwestycji i Rozwoju z dnia 8 kwietnia 2019 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. z 2019 r. poz. 1065.

Netografia:

Gaz System: https://www.gaz-system.pl (dostęp: 18.09.2022).

Instalacje gazowe: https://building-companion.pl/ (dostęp: 18.09.2021).

Instalacje gazowe: https://www.instalacjebudowlane.pl/7742-23-40-instalacja-gazowa-w-domu-jednorodzinnym.html (dostęp: 18.09.2021).

Bibliografia:

Bąkowski K., Sieci i instalacje gazowe, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2018.

Gazomierze: przeliczniki, Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa 2008.

Guzik J., Instalacje i sieci gazowe, KaBe, Krosno 2019.

Karpiński M., Instalacje gazu, WSiP, Warszawa 2000.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Powiązane materiały

Rzhpf5ywEbADA

Program ćwiczeniowy do projektowania - Projektowanie sieci gazowej