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299.1.069 / V1

3 Dimensionnement des systèmes de conduites pour installations sanitaires

3.1 Principes de base et exigences

3.1.1 Termes, définitions, unités

Terme

Symbole

Définition

Unité

Débit/volume

Volume du fluide qui, par unité de temps, est transporté par une section défini

l/s

m3/h

Débit de puisage des appareils raccordés

QA

Débit calculé pour un dispositif de puisage ouvert

l/s

Débit total

QT

Somme de tous les débits de puisage des appareils raccordés

l/s

Débit de pointe

QD

Débit déterminant pour le calcul hydraulique, en prenant en considération le puisage d’eau qui s’opère probablement simultanément à l’exploitation

l/s

Pression différentielle, perte de charge

Δp

Différence de pression entre 2 points de l’installation d’eau de boisson, qui résulte de frottements contre les parois et de résistances individuelles

Pa

Coefficient de perte de charge, valeur zêta

ζ

Rapport entre la pression différentielle hydrostatique et la pression hydrodynamique (grandeur sans dimension)

Longueur équivalente (de valeur identique) de tuyau

l'

Rapport entre la pression différentielle d’un raccord ou une robinetterie et la pression différentielle d’un tuyau droit de 1 m

m

Unité de raccordement

(Loading unit)

LU

L’unité de raccordement désigne le débit requis au point de raccordement en amont du point de soutirage en fonction du type et de sa durée d’utilisation. Une unité de raccordement correspond à un débit de puisage des appareils raccordés de 0.1 l/s.

1

3.1.2 Exigences imposées au système selon SIA 385/1

Exigences principales pour la planification d’installations d’eau chaude:

  • La distribution d’eau chaude doit être conçue pour que l’on puisse obtenir les températures suivantes:

    • ≥ +60 °C à la sortie de l’accumulateur d’eau chaude

    • ≥ +55 °C dans les conduites maintenues en température

    • +50 °C aux points de soutirage (aussi pour les pompes à chaleur et capteurs solaires)

  • Ces exigences ne s’appliquent pas aux chauffe-eau instantanés si l’eau chaude ne séjourne pas plus longtemps que 24 h dans un système de circulation entre 25 et 50 °C.

  • Le volume de stockage de l’eau chaude doit être calculé au plus juste.

  • Les conduites d’eau froide doivent être installées de telle sorte qu’elles ne puissent pas être réchauffées à plus de 25 °C par des conduites d’eau chaude ou de chauffage qui les longent. La température optimale pour de l’eau froide est ≤ 20 °C.

3.1.3 Vitesses d’écoulement

Conduite

Vitesse d’écoulement

Conduites de soutirage

(système de point de prélèvement individuel)

max. 4.0 m/s

Groupe d’appareils/distribution vers les étages

(à partir du robinet d’arrêt à l’étage, installation avec tés)

max. 3.0 m/s

Conduites de distribution

(distribution en sous-sol/colonne montante)

max. 2.0 m/s

Branchement d’immeuble

max. 2.0 m/s

Branchement d’immeuble avec équipements de protection incendie

max. 2.0 m/s

Vitesses d’écoulement (calculées) admissibles dans les tuyaux selon la directive SSIGE W3:2013 2.1.3

3.1.4 Conditions de pression

Pression statique au point de soutirage

max. 500 kPa (5.0 bar)

Pression statique aux points de soutirage de jardins ou garages et installations d’arrosage

max. 1000 kPa (10 bar)

Pression d’écoulement minimale au point de soutirage

min. 100 kPa (1.0 bar)

Conditions de pression dans les installations d’eau de boisson selon SSIGE W3:2013 2.1.4

Il faut en général prévoir une installation de surpression pour le bâtiment si la pression d’écoulement minimale de 100 kPa (1 bar) ne peut pas être assurée à chaque point de soutirage.

3.1.5 Débit de pointe en l/s comme fonction du débit total

Diagramme 1 (simultanéité)

Equation de fonction débit total 0.3 l/s à 300 l/s: QD = QT 0.353 × 0.459

Equation de fonction débit total 0.3 l/s à 15 l/s: QD = QT 0.257 × 0.598

Le plus grand raccord individuel d’un robinet ou d’un appareil

3.1.6 Temps de soutirage et perte de charge

Le temps de soutirage correspond au laps de temps qui s’écoule jusqu’à ce qu’une température de 40 °C soit atteinte au point de prélèvement. Les temps de soutirage courts correspondent aux exigences de confort de l’utilisateur ainsi qu’aux préoccupations d’une consommation d’énergie faible.

Les paramètres suivants ont une incidence sur le temps de soutirage:

  • Technique de pose de la distribution d’eau chaude

  • Disposition des appareils sanitaires

  • Dimension des tuyaux et longueur des conduites

  • Température de l’eau chaude

  • Débit volumique

Appareil sanitaire

Temps de soutirage sans maintien en température

Temps de soutirage avec maintien en température

Lavabo, lavabo rigole, bidet, douche, baignoire

15 s

10 s

Temps de soutirage en secondes selon SIA 385/2 en prenant en compte la perte de charge en kPa selon W3 pour les tuyaux Optiflex:

3.1.6.1 Evolution de la température et temps de soutirage

tc

=

Phase froide: la température de l’eau au point de soutirage est proche de la température ambiante.

thu

=

Phase d’échauffement: la température de l’eau au point de soutirage monte jusqu’à 40 °C.

=

Evolution de la température: température mesurée au point de soutirage pour les tuyaux Optiflex

=

C’est ici que s’effectue la prise d’eau: après le temps de soutirage, à savoir une fois qu’est atteinte la température de 40 °C au point de soutirage

3.1.6.2 Calcul du temps de soutirage

Pour des tuyaux de plus grand diamètre et d’une plus grande longueur, le temps de soutirage se calcule de la manière suivante:

Δt

=

temps de soutirage [s]

V

=

volume par mètre de tuyau [l/m]

L

=

longueur du tuyau [m]

=

débit volumique [l/s]

2

=

facteur dû à la phase d’échauffement

3.1.7 Principe de dimensionnement selon W3, édition 2013

En raison d’une construction différente des raccords, il y a des différences dans les pertes de charge des divers systèmes de distribution d’eau de boisson. Pour la détermination du diamètre des conduites d’après W3 2013, il faut impérativement prendre en compte les valeurs zêta correctes pour les composants.

La valeur zêta (ζ), dite aussi coefficient de perte de charge d’un raccord, est une grandeur sans dimension pour une perte de charge attendue dans une pièce traversée par un flux. Elle permet de connaître la grandeur de la résistance à l’écoulement d’un raccord et elle est calculée empiriquement.

 img
Pertes de charge dans divers types de construction avec raccords dans des systèmes de distribution d’eau de boisson

Les pertes de charge causées par les résistances individuelles ont une influence sur le dimensionnement des réseaux de conduites. Une meilleure hydrodynamique des composants permet de réduire les dimensions, contribuant ainsi à des installations plus économiques et hygiéniques.

La valeur Kv est une grandeur qui est décisive pour le dimensionnement de robinetteries.

On désigne la valeur Kv aussi par facteur d’écoulement ou coefficient d’écoulement. Cette valeur mesure le débit d’un fluide ou d’un gaz qui passe par un robinet, et sert à choisir ou à dimensionner les robinets. La valeur Kv correspond à l’écoulement d’eau à travers un robinet (en m3/h), pour une pression différentielle de 1 bar et une température de l’eau entre 5 et 30 °C. Une valeur Kv s’applique uniquement à la course correspondante (degré d’ouverture) d’un robinet (Kv). Pour la course nominale (degré d’ouverture 100 %), on désigne la valeur Kv par Kvs. En partant de la valeur Kvs, on peut définir le débit maximal d’un robinet. Pour le dimensionnement d’un robinet, il est recommandé d’ajouter une marge de 20 à 30% à la valeur Kvs.

Pour les fluides, la valeur Kv peut être calculée en fonction du débit volumique, de la masse et de la perte de charge.

Pour les valeurs de départ de 1 bar et une densité de l’eau de 1000 kg/m3 à 20 °C, la valeur Kv d’un robinet peut être représentée comme suit:

Q

=

Débit volumique d’écoulement [m3/h]

Δ p

=

Perte de charge [bar]

Kv

=

Valeur Kv du robinet [m3/h]

ρ

=

Densité du fluide [kg/m3]

En partant de la valeur Kvs, on peut calculer comme suit la perte de charge pour le débit volumique attendu:

Δ p1

=

1000 mbar = 1 bar (d’après la définition de la valeur Kvs)

1

=

Débit volumique de départ [m3/h]

2

=

Débit volumique attendu [m3/h]

Δ p2

=

Perte de charge pour V̇2 [bar]

Entre les valeurs Kv et zêta, il y a la relation suivante:

Valeur approchée:

ζ

=

Valeur zêta

d

=

Diamètre d’écoulement [mm]

Kv

=

Valeur Kv du robinet [m3/h]

625.439

=

Facteur de proportionnalité

A

=

Section transversale d’écoulement [mm2]

3.1.7.1 Dispositif de pression

Pour faciliter le calcul de la pression de service et de la perte de charge d’un objet, Nussbaum met à disposition un formulaire.

Le formulaire «Dispositif de pression» est téléchargeable depuis www.nussbaum.ch/outils

 img
Formulaire Dispositif de pression

Pour une pression d’approvisionnement dépassant 450 kPa (4.5 bar), Nussbaum recommande toujours le montage d’un réducteur de pression pour protéger l’installation contre la surcharge de pression et les coups de bélier pouvant provenir du réseau. Le réducteur de pression est en général à régler sur 400 kPa (4 bar, réglage d’usine), ce qui assure à tout moment le fonctionnement irréprochable des soupapes de sûreté réglées en usine à 600 kPa (6 bar).

3.2 Méthodes de détermination du diamètre des conduites

La détermination du diamètre des conduites a pour objectif d’assurer à l’utilisateur une alimentation en eau de boisson d’une qualité irréprochable au niveau de l’hygiène, cela dans des conditions de pression optimales.

Il convient pour cela de tenir compte de facteurs tels que l’emplacement du bâtiment, les exigences acoustiques, énergétiques et hygiéniques, les différentes techniques de pose, etc.

On distingue 2 méthodes de détermination du diamètre des conduites:

  • La méthode simplifiée

  • La méthode par calcul

3.2.1 Conditions d’exploitation où l’on utilise la méthode simplifiée

La méthode simplifiée ne peut être utilisée que pour les «installations normales». Tous les autres objets sont considérés comme des «installations spéciales» et doivent être dimensionnés selon la méthode de calcul différencié.

Environ 80 % des immeubles d’habitation remplissent les conditions d’une installation normale.

La méthode simplifiée peut être utilisée dans les conditions suivantes:

  • Sur un point de soutirage, on ne doit pas dépasser 5 LU (voir tableau suivant).

  • Le débit de pointe maximum en tenant compte de la simultanéité ne doit pas être dépassé, selon le diagramme 1.

  • La somme de tous les LU par tronçon doit être inférieure à 150.

  • La longueur de conduite linéaire maximale par tronçon doit être inférieure à 50 m, la longueur de conduite maximale dans la distribution vers les étages ne devant pas dépasser 15 m et la conduite de distribution 35 m.

  • Pour l’installation entière de conduites, le dispositif de pression indique que l’on dispose d’une perte de charge d’au moins 150 kPa (1.5 bar).

3.2.2 Conditions d’exploitation où l’on utilise la méthode par calcul

Les bâtiments de taille supérieure à la moyenne sont considérés comme étant des «installations spéciales» et doivent être dimensionnés selon la méthode de calcul différencié.

La méthode par calcul s’applique aux conditions d’exploitation suivantes:

  • Installations qui ne répondent pas aux conditions pour la méthode simplifiée.

  • Bâtiments aux conduites linéaires d’une longueur > 50 m.

  • Conditions d’exploitation qui répondent à une des conditions suivantes:

    • Simultanéité plus élevée: l’utilisation simultanée des points de soutirage disponibles est au-dessus du maximum de débit de pointe selon le diagramme 1 et les périodes d’utilisation de pointe comme p. ex. pour les installations sportives (douches), hôtels, entreprises artisanales et industrielles.

    • Soutirage permanent: points de soutirage demeurant ouverts plus de 15 minutes, p. ex. raccordements d’eau de refroidissement, fontaines, installations d’arrosage de jardins, remplissage de bassins.

    • Soutirage de pointe: plus grands débits ou raccordements que la valeur dans le tableau de l’«unité de raccordement (LU)», soit débits > 0.5 l/s ou raccordements ¾", p. ex. douches cascades, lave-vaisselle industriels.

    • Conditions d’exploitation combinée: le diamètre des conduites peut être déterminé aussi bien par la méthode simplifiée que par la méthode par calcul.

3.3 Détermination du diamètre des conduites

3.3.1 Branchement à l’intérieur du bâtiment

En règle générale, le diamètre de la conduite de branchement est déterminé par les exploitants du réseau à l’aide du tableau 5 de la directive W3, ou en partant de la vitesse d’écoulement et de la perte de charge maximum admissible. La perte de charge de la conduite de branchement jusqu’au compteur d’eau ne devrait pas dépasser 40 kPa (0.4 bar) en tenant compte des longueurs de conduites équivalentes pour les raccords et les divers éléments de robinetterie.

La perte de charge maximale servant de base pour le tableau correspond à une vitesse d’écoulement max. de 2.0 m/s. Les valeurs pour les longueurs de conduites dans le tableau représentent une valeur moyenne pour tous les matériaux.

 img
Schéma branchement à l’intérieur du bâtiment

Valeurs indicatives indépendamment du matériau

Longueur max. [m]

10

20

30

40

50

Unité de raccordement (LU)

DN

DN

DN

DN

DN

60

25

32

32

32

40

90

25

32

32

40

40

120

32

32

32

40

40

150

32

32

40

40

40

300

32

40

40

40

50

600

40

40

50

50

50

Unités de raccordement, tableau 5 W3

3.3.2 Nourrice de distribution

Unité de raccordement (LU)

QD

[l/s]

QD

[l/min]

DN

25

0.76

45

25

60

0.95

57

32

90

1.05

63

32

120

1.13

68

32

150

1.20

72

40

300

1.52

91

40

600

1.95

117

50

1500

2.69

161

50

3000

3.44

206

65

5.00

300

65

6.67

400

80

8.33

500

80

10.00

600

80

11.67

700

100

13.33

800

100

15.00

900

100

Débit de pointe, tableau Nussbaum

 img
Diagramme Nussbaum

3.3.3 Méthode simplifiée

3.3.3.1 Nouvelles unités de raccordement

De nouvelles unités de raccordement (LU) ont été attribuées aux divers appareils dans les nouvelles directives W3. LU (Loading unit) est la valeur qui tient compte du débit de puisage minimal des appareils raccordés, de la durée et de la fréquence d’utilisation.

Utilisation: raccords DN 15 (1/2")

QA

[l/s]

QA

[l/s]

LU

LU

froid

chaud

froid

chaud

Réservoir de chasse WC, distributeur de boissons

0.1

1

Lavabo, lavabo rigole, bidet, douche de coiffeur

0.1

0.1

1

1

Lave-vaisselle à usage domestique

0.1

1

Lave-linge à usage domestique

0.2

2

Robinet de puisage pour balcon*

0.2

2

Douche, évier, bassin de lavage, déversoir, vidoir au sol, vidoir mural

0.2

0.2

2

2

Robinet de chasse automatique pour urinoir

0.3

3

Baignoire

0.3

0.3

3

3

Robinet de puisage pour jardin et garage

0.5

5

* Robinets de jardin hors gel avec régulateur de débit: 40060, 40070, 40200, 40210 (Garnitures: 40064, 40074, 40204, 40214)

Unité de raccordement (LU)

  • Ne pas tenir compte des robinets de remplissage de chauffage pour la détermination du diamètre des conduites.

  • Les dispositifs avec des raccords > à 1/2" et/ou des débits spéciaux doivent toujours être calculés selon les instructions du fabricant en fonction de la perte de charge.

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3.3.3.2 Détermination du diamètre des conduites pour la distribution d’eau chaude avec Optipress

Afin de déterminer le diamètre des conduites de distribution, un exemple est donné pas à pas jusqu’au dimensionnement final des conduites. La représentation isométrique montre la structure de l’exemple. Le dimensionnement du diamètre des conduites d’eau chaude est réalisé.

Avant de commencer le dimensionnement, les unités de raccordement doivent être attribuées aux appareils. Pour en savoir plus sur les unités de raccordement, se reporter au chapitre «Nouvelles unités de raccordement» avec son tableau «Unité de raccordement (LU)», 👉 Nouvelles unités de raccordement.

 img
Isométrie de la distribution d’eau chaude avec Optipress

Pour le dimensionnement du diamètre des conduites, les tronçons sont numérotés de 1 à 9. Optipress-Aquaplus a été choisi comme ligne de produits.

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optipress 1.4521

2

Optipress 1.4521

3

Optipress 1.4521

4

Optipress 1.4521

5

Optipress 1.4521

6

Optipress 1.4521

7

Optipress 1.4521

8

Optipress 1.4521

9

Optipress 1.4521

Distribution en sous-sol

Colonne montante

Pour calculer le tronçon 1, on a besoin de la valeur LU raccordée (10 LU) et de la distance jusqu’au compteur d’eau, resp. au réducteur de pression général. Pour ce faire, on totalise les tronçons (ΔS) 1 à 4.

* y c. nourrice de distribution

Longueur

=

27 m

LU

=

10

Le diamètre des conduites peut être lu dans le tableau ci-dessous. 27 m font partie de ce qui est applicable, jusqu’à un max. de 35 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optipress 1.4521

27

10

28 × 1.2

Dimensionnement tronçon 1

Tronçons 2, 3 et 4:

La longueur s’obtient en prenant la distance de l’appareil jusqu’au compteur d’eau, resp. au réducteur de pression général.

Pour obtenir la valeur LU, on additionne les unités de raccordement jusqu’au tronçon correspondant.

Longueur

=

27 m

LU2

=

20

LU3

=

30

LU4

=

50

Lorsque l’on part de ces données, le tableau indique les diamètres de tuyau. Elles font également partie de ce qui est applicable, jusqu’à un max. de 35 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

2

Optipress 1.4521

27

20

28 × 1.2

3

Optipress 1.4521

27

30

28 × 1.2

4

Optipress 1.4521

27

50

35 × 1.5

Dimensionnement tronçons 2, 3 et 4

Tronçon 5:

La longueur s’obtient en prenant la distance du groupe d’appareils raccordés jusqu’au branchement d’immeuble.

La valeur LU correspond à la valeur LU raccordée au tronçon.

Longueur

=

23.4 m

LU

=

10

Lorsque l’on part de ces données, le tableau indique la valeur correspondante. Elle fait également partie de ce qui est applicable, jusqu’à un max. de 35 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

5

Optipress 1.4521

23.4

10

28 × 1.2

Dimensionnement tronçon 5

Tronçon 6:

La longueur s’obtient en prenant la distance du groupe d’appareils raccordés jusqu’au branchement d’immeuble.

La valeur LU correspond à la valeur LU raccordée au tronçon.

Longueur

=

19.2 m

LU

=

10

Lorsque l’on part de ces données, le tableau indique la valeur correspondante. Il fait partie de ce qui est applicable, jusqu’à 20 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

6

Optipress 1.4521

19.2

10

22 × 1.2

Dimensionnement tronçon 6

Tronçons 7 et 8:

Ce qui est déterminant pour la longueur, c’est la distance entre le raccord du groupe d’appareils sur le tronçon 7 et le réducteur de pression général.

Pour obtenir la valeur LU, on additionne les unités de raccordement jusqu’au tronçon correspondant.

Longueur

=

20.4 m

LU7

=

10

LU8

=

20

Lorsque l’on part de ces données, le tableau indique la valeur correspondante. Elle fait également partie de ce qui est applicable, jusqu’à un max. de 35 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

7

Optipress 1.4521

20.4

10

28 × 1.2

8

Optipress 1.4521

20.4

20

28 × 1.2

Dimensionnement tronçons 7 et 8

Tronçon 9:

La longueur s’obtient en prenant la distance du groupe d’appareils raccordés jusqu’au réducteur de pression général.

La valeur LU correspond à la valeur LU raccordée au tronçon.

Longueur

=

16.2 m

LU

=

10

Lorsque l’on part de ces données, le tableau indique la valeur correspondante. Comme le tronçon est plus long que 15 m mais inférieur à 20 m, on utilise la colonne pour la longueur max. de 20 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

9

Optipress 1.4521

16.2

10

22 × 1.2

Dimensionnement tronçon 9

Les tronçons 1 à 9 sont dimensionnés:

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optipress 1.4521

27

10

28 × 1.2

2

Optipress 1.4521

27

20

28 × 1.2

3

Optipress 1.4521

27

30

28 × 1.2

4

Optipress 1.4521

27

50

35 × 1.5

5

Optipress 1.4521

23.4

10

28 × 1.2

6

Optipress 1.4521

19.2

10

22 × 1.2

7

Optipress 1.4521

20.4

10

28 × 1.2

8

Optipress 1.4521

20.4

20

28 × 1.2

9

Optipress 1.4521

16.2

10

22 × 1.2

Distribution en sous-sol

Colonne montante

 img
Solution pour la détermination du diamètre des conduites pour la distribution d’eau chaude avec Optipress
3.3.3.3 Détermination du diamètre des conduites pour la distribution vers les étages
Distribution d’eau chaude vers les étages avec des conduites de soutirage et avec raccords en Optiflex-Profix

Cet exemple montre comment déterminer le diamètre de la conduite d’eau chaude dans une distribution vers les étages.

 img
Isométrie de la distribution d’eau chaude à l’étage avec des conduites de soutirage et avec des raccords en Optiflex-Profix

=

cuisine

WT

=

lavabo

DU

=

douche

Avant de commencer le dimensionnement, les unités de raccordement doivent être attribuées aux appareils. Pour en savoir plus sur les unités de raccordement, se reporter au chapitre «Nouvelles unités de raccordement» avec son tableau «Unité de raccordement (LU)», 👉 Nouvelles unités de raccordement.

Pour le dimensionnement du diamètre des conduites, les tronçons sont numérotés de 1 à 7. Optiflex-Profix a été choisi comme ligne de produits.

Tronçons 1 à 4:

LU

=

L’unité de raccordement (2 LU, 1 LU, 2 LU, 3 LU) raccordée au tronçon

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

2

2

Optiflex-Profix

1

3

Optiflex-Profix

2

4

Optiflex-Profix

3

Unités de raccordement pour tronçons 1 à 4

Conduite de soutirage

Tronçons 5, 6 et 7:

LU

=

Somme des unités de raccordement des appareils raccordés (1 LU, 2 LU, 10 LU)

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

5

Optiflex-Profix

1

6

Optiflex-Profix

2

7

Optiflex-Profix

10

Unités de raccordement pour les tronçons 5, 6 et 7

Distribution en tés

En plus de l’unité de raccordement, on a besoin, pour la détermination du diamètre des conduites, de calculer la longueur de conduite depuis le robinet sur l’étage jusqu’à l’appareil.

Tronçons 1 à 4:

Longueur

=

La distance de l’appareil en question jusqu’au robinet sur l’étage

Tronçons 5 et 6:

Longueur

=

La distance de l’appareil éloigné davantage jusqu’au robinet sur l’étage

Tronçon 7:

Longueur

=

La distance de l’appareil le plus éloigné jusqu’au robinet sur l’étage (mais au max. 15 m)

Dans cet exemple, même longueur que le tronçon 4 (12.5 m)

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

6.1

2

2

Optiflex-Profix

9.3

1

3

Optiflex-Profix

11.2

2

4

Optiflex-Profix

12.5

3

5

Optiflex-Profix

11.4

1

6

Optiflex-Profix

11.4

2

7

Optiflex-Profix

12.5

10

Unités de raccordement et longueurs de tronçons 1 à 7

Avec ces données, on se reporte au tableau spécifique au produit pour connaître le diamètre de tuyau du tronçon 1. Dans cet exemple est montré un étage avec compteur d’eau. On utilise la colonne de 10 m étant donné que la longueur de 6.1 m est supérieure à 5 m mais inférieure à 10 m.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

6.1

2

16 × 2.2

Dimensionnement tronçon 1

Pour le tronçon 5, c’est 1 LU et 11.4 m qui sont déterminants.

Pour le tronçon 6, c’est 2 LU et 11.4 m qui sont déterminants.

Pour le tronçon 7, c’est 10 LU et 12.5 m qui sont déterminants.

Pour les tronçons 5 et 6, il faut se reporter au tableau Installation avec tés étant donné que chaque boîte double correspond à un té.

Pour le tronçon 7, le distributeur correspond à plusieurs tés côte à côte. Il s’ensuit qu’il faut aussi faire appel au tableau avec les tés.

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

5

Optiflex-Profix

11.4

1

16 × 2.2

6

Optiflex-Profix

11.4

2

16 × 2.2

7

Optiflex-Profix

12.5

10

25 × 2.7

Dimensionnement tronçons 5 à 7

Les tronçons 1 à 7 sont dimensionnés:

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

6.1

2

16 × 2.2

2

Optiflex-Profix

9.3

1

16 × 3.8

3

Optiflex-Profix

11.2

2

16 × 2.2

4

Optiflex-Profix

12.5

3

20 × 2.8

5

Optiflex-Profix

11.4

1

16 × 2.2

6

Optiflex-Profix

11.4

2

16 × 2.2

7

Optiflex-Profix

12.5

10

25 × 2.7

 img
Solution pour la détermination du diamètre des conduites d’eau chaude sur l’étage, conduites de soutirage avec Optiflex-Profix
Distribution d’eau froide vers les étages, installation en tés avec raccords en Optiflex-Profix

Dans cet exemple, on montre le dimensionnement du diamètre des conduites d’eau froide d’une distribution sur un étage.

 img
Isométrie de la distribution d’eau froide sur un étage/installation en tés avec raccords en Optiflex-Profix

=

cuisine

BW

=

baignoire

WT

=

lavabo

GS

=

lave-vaisselle

Avant de commencer le dimensionnement, les unités de raccordement doivent être attribuées aux appareils. Pour en savoir plus sur les unités de raccordement, se reporter au chapitre «Nouvelles unités de raccordement» avec son tableau «Unité de raccordement (LU)», 👉 Nouvelles unités de raccordement.

Tronçon 1:

LU

=

L’unité de raccordement (3 LU) raccordée au tronçon

Tronçons 2 à 4:

LU

=

Somme des unités de raccordement des appareils raccordés (6 LU, 7 LU, 8 LU)

Tronçons 5 à 7:

LU

=

Uniquement l’unité de raccordement des appareils raccordés (3 LU, 1 LU, 1 LU)

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

3

2

Optiflex-Profix

6

3

Optiflex-Profix

7

4

Optiflex-Profix

8

5

Optiflex-Profix

3

6

Optiflex-Profix

1

7

Optiflex-Profix

1

Unités de raccordement pour tronçons 1 à 7

Distribution vers les étages

En plus de l’unité de raccordement, on a besoin, pour la détermination du diamètre des conduites, de calculer la longueur depuis le robinet sur l’étage jusqu’à l’appareil.

Tronçons 1 à 4:

Longueur

=

La distance de l’appareil le plus éloigné jusqu’au robinet sur l’étage (mais au max. 15 m)

Longueur

=

6.5 m

Tronçons 5, 6 et 7:

Longueur

=

La distance de l’appareil en question jusqu’au robinet sur l’étage

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

6.5

3

2

Optiflex-Profix

6.5

6

3

Optiflex-Profix

6.5

7

4

Optiflex-Profix

6.5

8

5

Optiflex-Profix

3.7

3

6

Optiflex-Profix

2.5

1

7

Optiflex-Profix

2.0

1

Unités de raccordement et longueurs de tronçons 1 à 7

Lorsque l’on part de ces données, le tableau indique les diamètres spécifiques à chaque produit. Dans cet exemple est montré un étage sans compteur d’eau.

Comme la longueur du tronçon 1 de 6.5 m est supérieure à 5 m mais inférieure à 10 m, on utilise la colonne pour la longueur max. de 10 m (sans compteur d’eau).

Exemple pour le tronçon 1:

de [mm]

=

Diamètre extérieur

di [mm]

=

Diamètre intérieur

s [mm]

=

Epaisseur de paroi du tuyau

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

6.5

3

16 × 2.2

Dimensionnement tronçon 1

Utiliser la même procédure pour dimensionner les tronçons restants:

Matériau

Remarque

Longueur

[m]

Unité de raccordement

(LU)

Dimension

1

Optiflex-Profix

6.5

3

16 × 2.2

2

Optiflex-Profix

6.5

6

20 × 2.8

3

Optiflex-Profix

6.5

7

20 × 2.8

4

Optiflex-Profix

6.5

8

20 × 2.8

5

Optiflex-Profix

3.7

3

16 × 2.2

6

Optiflex-Profix

2.5

1

16 × 3.8

7

Optiflex-Profix

2.0

1

16 × 3.8

 img
Solution pour la détermination du diamètre des conduites d’eau froide sur un étage, installation en tés avec raccords en Optiflex-Profix

3.3.4 Méthode de calcul

La méthode de calcul permet un dimensionnement exact des réseaux de conduites.

Pour ce dimensionnement, la valeur zêta est une grandeur importante de la mécanique des fluides et un paramètre décisif. Lorsque les valeurs zêta des pièces de raccord et d’assemblage sont élevées, cela augmente d’autant les diamètres des conduites et les quantités d’eau qui circulent dans les systèmes de distribution. Une meilleure hydrodynamique des composants, autrement dit des valeurs zêta faibles, permet de réduire la dimension des conduites. Il existe ainsi une interaction étroite entre les valeurs zêta, la sécurité et la rentabilité d’une part et, d’autre part, les installations d’eau de boisson optimisées au niveau de la perte de charge.

Les valeurs zêta permettent de dimensionner et de contrôler l’installation entière.

3.3.4.1 Outils pour le calcul de perte de charge

Nussbaum met à disposition des outils Excel pour le calcul de perte de charge, en ligne sous www.nussbaum.ch/outils:

  • Calcul de perte de charge pour installations d’eau de boisson

  • Calcul de perte de charge pour installations de gaz

 img
Outil Excel pour le calcul de perte de charge pour installations d’eau de boisson
 img
Outil Excel pour le calcul de perte de charge pour installations de gaz
3.3.4.2 Formules pour le calcul de perte de charge sur les raccords

Pour le calcul de perte de charge sur les raccords, on utilise, entre autres, les formules suivantes:

Débit volumique

V̇̇ [l/s]

Par débit volumique, on entend le contenu (ΔV) d’un fluide qui, pour une unité de temps (Δt) donnée, passe au travers d’une section. C’est ainsi que dans un système fermé (sans différence de volume par une sortie/arrivée), le débit volumique reste constant.

Vitesse d’écoulement

v [m/s]

La vitesse d’écoulement est fonction de la section (A) et peut être déduite du débit volumique (V̇). A débit volumique constant, la vitesse d’écoulement monte ou baisse selon que la surface de section (A) est diminuée ou agrandie.

Perte de charge

Δp [Pa]

Le produit du coefficient de perte de charge ζ* (zêta), de la densité ρ** du fluide qui transite par le système ou le composant, et enfin de l’énergie cinétique v2/2 correspond à la perte de charge correspondante.

* Indépendamment du fluide utilisé

** p. ex. densité de l’eau à 20 °C: 998 kg/m3

3.3.4.3 Diagrammes et tableaux des valeurs zêta
info-icon

Les valeurs zêta sont en permanence mises à jour sur la boutique en ligne de www.nussbaum.ch.

info-icon

Nussbaum met à disposition un outil logiciel pour le dimensionnement préalable de conduites d’installations d’eau froide, sur internet à la page: www.nussbaum.ch/outils

Diagramme des pertes de charge dans les tuyaux en acier inoxydable Optipress

Pertes de charge R [hPa/m] dues au frottement dans les tuyaux en fonction du débit volumique en [l/s] (resp. débit massique en [kg/h]) et de la vitesse d’écoulement v [m/s].

Rugosité des parois k = 0.0015 mm

Température de référence t = 10 °C

 img
Diagramme des pertes de charge dans les tuyaux en acier inoxydable Optipress
Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress en bronze et la robinetterie

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress en bronze et la robinetterie pour un débit volumique de pointe.

Type de raccord/type de robinetterie

Matériau: bronze

Valeur zêta ζ

Longueurs de tuyau équivalentes [m]

Symbole

Diamètre extérieur de

15

18

22

28

35

42

54

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

32

40

50

Equerre de raccordement

1.6

2.0

1.6

1.1

1.6

1.6

Pièce intermédiaire

0.3

0.2

0.4

0.3

0.2

0.2

0.1

0.2

0.2

0.4

0.3

0.3

0.3

0.3

Robinet oblique

2.3

2.1

1.7

1.4

1.2

1.6

1.5

1.5

1.7

1.7

1.9

2.0

3.3

3.9

Robinet droit à montage caché

6.5

5.7

7.4

7.1

4.4

4.7

4.6

9.4

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress en bronze et la robinetterie

Les valeurs zêta des tuyaux en acier inoxydable Optipress pour un débit volumique de pointe figurent dans le tableau suivant:

Type de tuyau

Matériau: acier inoxydablecier inoxydable

Valeur zêta ζ par m de tuyau

Symbole

Diamètre extérieur de

15

18

22

28

35

42

54

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

32

40

50

Tuyau 1.4401/1.4520/1.4521

1.5

1.2

1.0

0.8

0.6

0.5

0.4

Valeurs zêta pour tuyau en acier inoxydable

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress en acier inoxydable et la robinetterie

Type de raccord/type de robinetterie

Matériau: acier inoxydable 1.4401

Valeur zêta ζ

Longueurs de tuyau équivalentes [m]

Symbole

Diamètre extérieur de

15

18

22

28

35

42

54

64

76.1

88.9

108

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

32

40

50

60

65

80

100

Equerre de raccordement

1.6

1.6

1.6

1.3

1.1

1.3

1.7

1.7

Té égal - passage équerre

1.3

1.2

1.1

1.1

0.9

0.9

0.9

0.8

0.8

0.7

0.6

0.9

1.0

1.2

1.5

1.4

1.7

2.3

2.4

2.8

2.9

3.2

Té égal - passage droit

0.3

0.3

0.2

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.2

0.3

0.2

0.1

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

Coude à 90°

0.8

0.5

0.3

0.4

0.2

0.3

0.3

0.3

0.2

0.2

0.2

0.5

0.4

0.3

0.5

0.4

0.5

0.8

0.8

0.9

0.9

0.9

Coude à 45°

0.5

0.3

0.7

0.4

0.3

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.1

0.3

0.3

0.7

0.5

0.4

0.5

0.6

0.5

0.6

0.7

0.7

Robinet oblique

2.3

2.1

1.7

1.4

1.2

1.6

1.5

1.5

1.7

1.7

1.9

2.0

3.3

3.9

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress en acier inoxydable et la robinetterie pour un débit volumique de pointe.

Les valeurs zêta des tuyaux en acier inoxydable Optipress pour un débit volumique de pointe figurent dans le tableau suivant:

Type de tuyau

Valeur zêta ζ par m de tuyau

Matériau: acier inoxydable

Symbole

Diamètre extérieur de

15

18

22

28

35

42

54

64

76.1

88.9

108

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

32

40

50

60

65

80

100

Tuyau 1.4401/1.4520/1.4521

1.5

1.2

1.0

0.8

0.6

0.5

0.4

0.3

0.3

0.2

0.2

Valeurs zêta pour tuyau en acier inoxydable

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress-Therm et la robinetterie

Les raccords à sertir Optipress-Therm et la robinetterie sont utilisés en association avec des tuyaux Optipress-Therm.

Température de référence t = 60 °C

Type de raccord/type de robinetterie

Matériau: acier 1.0308 galvanisé

Valeur zêta ζ

Longueurs de tuyau équivalentes [m]

Symbole

Diamètre extérieur de

15

18

22

28

35

42

54

64

76.1

88.9

108

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

32

40

50

60

65

80

100

Equerre de raccordement

1.6

1.6

1.6

1.3

0.94

1.18

1.60

1.77

Té égal - passage équerre

1.3

1.2

1.1

1.1

0.9

0.9

0.9

0.8

0.8

0.7

0.6

0.78

0.92

1.11

1.47

1.46

1.50

2.64

2.89

3.65

4.11

4.84

Té égal - passage droit

0.3

0.3

0.2

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.18

0.25

0.20

0.13

0.22

0.20

0.17

0.28

0.18

0.17

0.30

Coude à 90°

0.8

0.5

0.3

0.4

0.2

0.3

0.3

0.3

0.2

0.2

0.2

0.47

0.37

0.32

0.47

0.41

0.43

0.88

1.00

1.00

1.23

1.30

Coude à 45°

0.5

0.3

0.7

0.4

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.1

0.27

0.23

0.69

0.52

0.44

0.41

0.58

0.67

0.80

0.94

1.07

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optipress-Therm

Les valeurs zêta des tuyaux Optipress en acier 1.0037 pour un débit volumique de pointe figurent dans le tableau suivant:

Type de tuyau

Matériau: acier 1.0037

Valeur zêta ζ par m de tuyau

Symbole

Diamètre extérieur de

15

18

22

28

35

42

54

64

76.1

88.9

108

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

32

40

50

60

65

80

100

Tuyau galvanisé/PP

1.7

1.3

1.0

0.7

0.6

0.5

0.3

0.3

0.2

0.2

0.1

Valeurs zêta tuyau en acier 1.0037

Diagramme des pertes de charge dans les tuyaux en matière synthétique Optiflex flexible et rigide

Pertes de charge R [hPa/m] dues au frottement dans les tuyaux en fonction du débit volumique en [l/s] et de la vitesse d’écoulement v [m/s] dans les tuyaux en matière synthétique.

Rugosité des parois k = 0 007 mm

Température de référence t = 10 °C

 img
Diagramme des pertes de charge dans les tuyaux en matière synthétique Optiflex
Valeurs zêta dans les tuyaux en matière synthétique Optiflex flexible et rigide

Type de tuyau

Valeur zêta ζ par m de tuyau

Matériau: PE-Xc / PB / *PE-RT

Symbole

Diamètre extérieur de

16*

16

20

25

32

40

50

63

Diamètre nominal DN

10

12

15

20

25

32

40

50

Tuyaux flexible/rigide

3.2

2.0

1.6

1.1

0.8

0.6

0.4

0.3

Valeurs zêta dans les tuyaux en matière synthétique Optiflex flexible et rigide pour un débit volumique de pointe

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optiflex-Flowpress et la robinetterie en bronze

Type de raccord/type de robinetterie

Matériau: bronze

Valeur zêta ζ

Longueurs de tuyau équivalentes [m]

Symbole

Diamètre extérieur de

16

20

25

32

40

50

63

Diamètre nominal DN

12

15

20

25

30

40

50

Boîte 90°

4.0

2.9

2.0

1.8

Equerre de raccordement

2.1

1.7

1.0

1.1

Boîte double - soutirage

4.1

3.9

2.0

2.4

Boîte double - passage droit

2.4

2.7

1.2

1.7

Equerre de raccordement double - soutirage

3.9

2.9

1.9

1.8

Equerre de raccordement double - passage droit

2.8

2.3

1.4

1.4

Té égal - passage équerre

2.3

1.8

1.4

1.5

1.1

1.0

0.8

1.1

1.1

1.3

1.9

1.8

2.5

2.6

Té égal - passage droit

0.8

1.0

0.6

0.5

0.5

0.5

0.5

0.4

0.6

0.5

0.6

0.8

1.2

1.6

Coude à 90°

1.7

1.5

1.2

1.2

0.9

0.8

0.8

0.8

0.9

1.1

1.5

1.5

2.0

2.6

Coude à 45°

0.6

0.7

0.7

0.6

0.5

0.5

0.9

1.2

1.5

1.6

Accouplement

0.7

0.8

0.5

0.5

0.5

0.4

0.3

0.3

0.5

0.5

0.6

0.8

1.0

1.0

Pièce intermédiaire

0.8

0.9

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.6

0.5

0.7

1.0

1.0

Distributeur passage équerre

2.1

2.1

1.9

2.6

Distributeur passage droit

0.6

0.6

0.5

0.7

Raccord pour distributeur

intégré au distributeur

Pièce intermédiaire

3.5

2.0

1.7

1.3

Robinet à montage caché

19.9

17.9

Robinet oblique

3.3

3.2

2.0

1.6

1.5

1.4

1.4

1.6

2.0

1.8

2.8

2.5

3.5

4.6

Robinet droit à montage caché

3.6

4.9

9.7

1.8

3.1

8.8

Robinet droit

7.8

8.0

8.0

7.1

10.0

13.0

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à sertir Optiflex-Flowpress et la robinetterie pour un débit volumique de pointe

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords Optiflex-Profix

Type de raccord/type de robinetterie

Matériau: bronze/matière synthétique

Valeur zêta ζ

Longueurs de tuyau équivalentes [m]

Symbole

Diamètre extérieur de

16

16

20

25

Diamètre nominal DN

10

12

15

20

Boîte 90° + Equerre de raccordement

1.8

1.4

1.4

0.6

0.7

0.9

Boîte double - soutirage

2.0

1.3

2.1

0.6

0.7

1.3

Boîte double - passage droit

2.0

1.2

1.4

0.6

0.6

0.9

Coude à 90°

1.4

0.6

0.5

0.5

0.4

0.3

0.3

0.5

Accouplement, manchon, pièce intermédiaire

1.0

0.3

0.2

0.1

0.3

0.1

0.2

0.1

Té égal - passage équerre

2.0

0.9

0.9

1.1

0.6

0.4

0.6

0.1

Té égal - passage droit

1.3

0.4

0.3

0.2

0.4

0.2

0.2

0.2

Valeurs zêta et longueurs équivalentes de conduite concernant les raccords à Optiflex-Profix et la robinetterie pour un débit volumique de pointe

3.3.4.4 Tableaux d’unités de raccordement Nussbaum

Matériau

Système de distribution

Tuyaux en matière synthétique Optiflex-Profix PE-Xc/PE-RT

👉 Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

Tuyaux en acier inoxydable Optipress

👉 Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

Tuyaux en matière synthétique Optiflex-Profix PB/PE-RT

👉 Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

Tuyaux en matière synthétique Optiflex- Flowpress PE-Xc

👉 Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

Tuyaux en matière synthétique Optiflex-Flowpress PB

👉 Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

Tuyaux en matière synthétique Optiflex-Flowpress PE-Xc/Al/PE-X

👉 Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

👉 Installation avec tés (changement de sens avec raccords)

Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec conduite de soutirage (changement de sens avec cintrage)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)
Installation avec tés (changement de sens avec raccords)