Kemiringan untuk Drainase Gravitasi
Kemiringan: Geometri Aliran Gravitasi
Tidak seperti pipa pasokan (yang menggunakan tekanan pompa), pipa drain-waste-vent (DWV) bergantung pada gravitasi. Pipa harus miring ke bawah dari setiap perlengkapan ke selokan: & kemiringan harus dikendalikan dengan tepat.
Kemiringan adalah rasio dari rise (jatuh vertikal) hingga run (jarak horizontal), dinyatakan sebagai inci jatuh per kaki lari.
Kemiringan standar berdasarkan ukuran pipa:
- Pipa 3 inci & lebih kecil: 1/4 inci per kaki (2,08% kemiringan, 1,19 derajat)
- Pipa 4 inci & lebih besar: 1/8 inci per kaki (1,04% kemiringan, 0,60 derajat)
Mengapa tidak lebih curam? Ini mengejutkan kebanyakan orang. Jika pipa terlalu curam, air mempercepat & meninggalkan limbah padat. Limbah padat tertinggal, mengering, & menyumbat pipa. Pipa yang dikemiringkan dengan tepat mempertahankan self-scouring velocity: cukup cepat untuk membawa limbah padat tetapi cukup lambat agar air & limbah padat bepergian bersama.
Mengapa tidak lebih datar? Jika kemiringannya terlalu landai, air maupun limbah padat tidak memiliki kecepatan yang cukup. Limbah padat mengendap & terakumulasi hingga pipa tersumbat.
Titik manis sangat sempit: antara sekitar 1 & 4 kaki per detik kecepatan aliran.
Menghitung Kemiringan
Anda menjalankan garis drainase 2 inci dari wastafel kamar mandi ke tumpukan utama. Jarak horizontal adalah 14 kaki.
Sudut & Jalur Aliran
Sambungan Pipa: Geometri Menentukan Aliran
Setiap perubahan arah memerlukan sambungan, & setiap sambungan didefinisikan oleh geometrinya.
Sudut sambungan standar:
- Elbow 90-derajat (quarter bend): mengubah arah dengan sudut siku-siku
- Elbow 45-derajat (eighth bend): mengubah arah dengan sudut 45 derajat
- Bend 22,5-derajat (sixteenth bend): perubahan yang lembut
- Wye (Y-junction): menggabungkan dua pipa dengan sudut 45 derajat
- Tee (T-junction): menggabungkan dua pipa dengan sudut 90 derajat
Sambungan DWV vs tekanan: inilah di mana geometri paling penting:
- Sambungan DWV (drain-waste-vent) menggunakan kurva long-sweep. Long-sweep 90 memiliki radius yang bertahap: limbah & air limbah dapat mengikuti kurva tanpa menumpuk di tikungan. Radius dalam biasanya 1,5 kali diameter pipa.
- Sambungan tekanan (pipa pasokan) dapat menggunakan putaran short-radius karena air berada di bawah tekanan & akan didorong ke sudut terlepas apa pun.
Dalam pekerjaan DWV, elbow 90-derajat standar sebenarnya dilarang untuk perubahan arah horizontal-ke-horizontal dalam drainase. Anda harus menggunakan elbow 90 long-sweep atau dua elbow 45-derajat dengan potongan pipa pendek di antara keduanya.
Memilih Sambungan yang Tepat
Anda perlu menghubungkan saluran dapur horizontal ke tumpukan vertikal (ke bawah). Kemudian di dasar tumpukan, Anda perlu mengubah dari vertikal kembali ke horizontal untuk menjalankan ke garis selokan utama.
Trigonometri di Lapangan
Offset Pipa: Di Mana Trigonometri Bertemu Perpipaan
Ketika pipa perlu bergerak ke samping untuk menghindari hambatan (balok, pipa lain, saluran udara), tukang pipa membuat offset menggunakan dua sambungan dengan sudut yang sama.
Offset adalah jalan berliku berbentuk Z: pipa membentuk sudut ke satu sisi, berjalan diagonal (travel), kemudian membentuk sudut kembali ke arah asli.
Geometrinya adalah segitiga siku-siku:
- Offset = jarak tegak lurus pipa bergerak ke samping (sisi berlawanan dengan sudut)
- Travel = panjang diagonal pipa antara dua sambungan (hipotenusa)
- Spread = jarak horizontal yang dikonsumsi oleh offset (sisi yang berdekatan)
Hubungannya: offset = travel x sin(angle). Disusun ulang: travel = offset / sin(angle).
Untuk sudut sambungan umum, tukang pipa mengingat pengali:
- Sambungan 45-derajat: travel = offset x 1,414 (karena 1/sin(45) = sqrt(2) = 1,414)
- Sambungan 22,5-derajat: travel = offset x 2,613 (karena 1/sin(22,5) = 2,613)
- Sambungan 60-derajat: travel = offset x 1,155 (karena 1/sin(60) = 1,155)
Offset 45-derajat adalah yang paling umum. Setiap tukang pipa menghafal 1,414.
Menghitung Offset
Anda menjalankan garis drainase 3 inci secara horizontal pada 48 inci di atas lantai. Balok-I baja melintang tegak lurus terhadap jalur Anda, & Anda perlu menurunkan pipa 10 inci untuk melewati di bawahnya, kemudian kembali ke ketinggian asli.
Diameter, Area, & Persamaan Manning
Pipa Sizing: Bagaimana Geometri Menentukan Kapasitas
Pipa pasokan diukur dengan laju aliran (galon per menit) & tekanan. Tetapi pipa drainase diukur dengan sistem unit yang disebut Drainage Fixture Units (DFU).
Setiap perlengkapan pipa dialokasikan nilai DFU berdasarkan seberapa banyak yang dapat dilepaskan:
- Lavatory (wastafel kamar mandi): 1 DFU
- Bathtub: 2 DFU
- Shower: 2 DFU
- Kitchen sink: 2 DFU
- Toilet (water closet): 3-4 DFU
- Washing machine: 2 DFU
Total DFU memetakan ke diameter pipa minimum melalui tabel kode. DFU lebih banyak = aliran potensial lebih banyak = pipa yang lebih besar diperlukan.
Geometri yang mendasarinya: Persamaan Manning menghitung aliran dalam pipa yang sebagian penuh. Ini menggunakan hydraulic radius: properti geometri murni yang didefinisikan sebagai luas penampang lintang air yang mengalir dibagi dengan keliling basah (bagian dinding pipa yang menyentuh air).
Pipa setengah penuh memiliki hydraulic radius terbaik untuk diameternya. Ini adalah kondisi desain untuk drainase: pipa DWV diukur untuk berjalan sekitar setengah penuh pada aliran puncak.
Hydraulic Radius
Pertimbangkan saluran drainase berdiameter 4 inci yang berjalan tepat setengah penuh.