Systèmes d'alimentation

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1 Bases fondamentales de planification Systèmes d'installation Geberit Monolith Déclenchements pour chasses d'eau Geberit AquaClean Commandes pour urinoirs et robinetteries de lavabos Systèmes d'alimentation Raccordements des appareils et siphons Systèmes d'alimentation Systèmes d'évacuation Annexe

2 Planification sanitaire, locaux sanitaires sans obstacles, humidité Généralités 41 Geberit Duofix 57 Geberit GIS 81 Geberit Sanbloc et Geberit Combifix Généralités 179 Commandes pour urinoirs 185 Robinetteries de lavabos 197 Ecoulements de baignoires 211 Ecoulements pour douches au niveau du sol 219 Siphons 231 Généralités 249 Geberit PushFit 299 Geberit Mepla 331 Geberit Mapress acier inoxydable 355 Robinetterie de distribution et hygiène 391 Généralités 417 Geberit Silent-db Geberit PE-HD 475 Evacuation des sols 499 Evacuation des eaux pluviales 511 Connaissances de base, prestations de garantie 543

3 Systèmes d'alimentation Geberit: Des raccords astucieux appropriés L'alimentation des bâtiments modernes est complexe et doit se conformer à un grand nombre d'exigences. Geberit propose une sélection complète de conduites d'alimentation en matière synthétique, métal et matériaux composites destinées au transport de l'eau et des gaz dans les bâtiments et les installations. Les systèmes d'alimentation Geberit offrent également des solutions dans le secteur des applications industrielles et applications spéciales telles que p. ex. l'alimentation en air comprimé, fluides caloporteurs et huiles ainsi que dans l'alimentation des installations techniques solaires. Lors du choix d'un système d'alimentation optimal, le mode d'assemblage d'un matériau avec l'autre est décisif. Avec le tube composite multicouche Geberit Mepla, les systèmes à presser métalliques Geberit Mapress acier inoxydable et Geberit Mapress acier carbone ainsi que le système à emboîter Geberit PushFit, Geberit offre des solutions bien étudiées pour chaque exigence. Chez Geberit, les avantages spécifiques des matériaux et des modes d'assemblage peuvent également être combinés entre eux. 248

4 Contenu Systèmes d'alimentation Généralités 1 Système Introduction Positionnement des systèmes d'alimentation Vue d'ensemble des champs d'application Homologations Planification Protection contre le bruit Protection incendie Isolation des conduites Température de l'eau chaude Temps de réponse Principes de la dynamique des fluides Détermination du diamètre des conduites pour l'eau Détermination du diamètre des conduites pour le gaz Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Résistances isolées des systèmes d'alimentation Diagramme de perte de charge des systèmes d'alimentation Geberit Montage Essais après le montage Première mise en service Exploitation et entretien Désinfection

5 Systèmes d alimentation Généralités Système - Introduction 1 Système 1.1 Introduction Geberit offre un choix complet de conduites d'alimentation en matière synthétique, métal et matériaux composites, destinées au transport de l'eau et des gaz dans les bâtiments et installations. Avec le système à emboîter Geberit PushFit et les systèmes à presser Geberit Mepla et Mapress, Geberit offre des solutions bien étudiées pour chaque exigence Le système Les composants tels que raccords à presser, tubes, robinetterie de distribution et outils s'adaptent entre eux de manière optimale pour garantir des assemblages durablement étanches. Le résultat du pressage ou de l'emboîtement consiste en un assemblage indémontable et durable d'une solidité élevée. Dans le système à emboîter Geberit PushFit, l'indicateur d'emboîtement indique par sa couleur verte qu'un tube est correctement emboîté de manière durable dans le raccord. Avec les systèmes à presser Geberit Mepla et Mapress, les assemblages non pressés ne sont pas étanches. A l'aide d'un essai de pression conforme aux normes, les assemblages non pressés sont immédiatement détectés Description du système Geberit dispose des systèmes d'alimentation suivants: Geberit PushFit Geberit Mepla Geberit Mapress acier inoxydable et Geberit Mapress acier inoxydable gaz Geberit Mapress acier carbone - zingué à l'extérieur - zingué à l'intérieur et à l'extérieur - enrobés de matière synthétique - acier inoxydable Les cinq systèmes complets se composent de tubes, raccords, robinetterie de distribution, isolations ainsi que des outils appropriés. Ils disposent de caractéristiques remarquables et se différencient, selon le système, dans l'application appropriée. Le Geberit Mapress acier carbone n'est pas abordé plus avant dans le présent manuel pour études sanitaires. La documentation figure dans le Manuel pour études de chauffage et climatisation ou dans le Manuel de montage Systèmes de conduite. 1.2 Positionnement des systèmes d'alimentation Les systèmes d'alimentation Geberit se prêtent aux applications suivantes: Geberit PushFit pour la distribution d'étage flexible dans les installations en applique, dans la construction massive et à insérer. Le système dispose des raccords appropriées à chaque situation courante de raccordement et se prête ainsi aux installations d'eau potable tout comme aux installations de chauffage et d'air comprimé Geberit Mepla pour des installations domestiques complètes d'eau potable et de chauffage. Sa force consiste à la flexibilité de sa pose, que ce soit dans les colonnes montantes droites ou les raccordements à l'étage. Les tubes peuvent être cintrés sans effort et conservent leur énorme stabilité malgré leur impressionnante flexibilité. Egalement les conduites de refroidissement d'eau et les installations d'air comprimé sont posées sans problème avec le Geberit Mepla Geberit Mapress pour des applications pour lesquelles une grande stabilité est requise et des exigences élevées sont imposées au matériau, p. ex. pour des installations avec des températures ou pressions élevées ou avec de l'eau de processus dans l'industrie Les systèmes d'alimentation Geberit couvrent pratiquement tous les champs d'application. Selon le matériau préféré du client, des solutions spécifiques à l'application peuvent ici être élaborées et proposées. Flexible De forme stable Rigide Industrie / Gaz Distribution en sous-sol Colonne montante Etage Fig. 275: Le positionnement des systèmes d'alimentation Geberit 1.3 Vue d'ensemble des champs d'application Outre une utilisation pour l'eau potable et l'eau de chauffage, les systèmes d'alimentation Geberit peuvent être appliqués pour de nombreuses substances liquides et gazeuses. Les tableaux suivants servent d'aide au choix du système. Ils fournissent une vue d'ensemble sur les principaux champs d'application du Geberit PushFit, Geberit Mepla et Geberit Mapress. Il convient de vérifier les applications définitives au chapitre correspondant et éclaircir les détails. 250

6 Systèmes d alimentation Généralités Système - Vue d'ensemble des champs d'application Tableau 74: Recommandation d'application des systèmes d'alimentation Geberit Geberit PushFit Geberit Mepla Geberit Mapress acier inoxydable Geberit Mapress acier inoxydable Geberit Mapress acier inoxydable gaz Geberit Mapress acier carbone Geberit Mapress acier Cr-Ni Eau potable Circuits d'eau Chauffage 1) 2) Refroidissement Gaz 3) 3) 3) 3) 3) 3) Huiles Industrie Sprinkler 4) 5) 1) Uniquement pour le tube composite Geberit PushFit 2) Pour les installations de refroidissement, des mesures contre la corrosion extérieure sont requises 3) Partiellement approuvé pour les gaz techniques tels que p. ex. air comprimé, azote etc 4) Réalisation à l'aide tube en acier carbone zingué à l'intérieur et à l'extérieur 5) Avant la pose, il convient d'élucider le problème en détail (des homologations spécifiques à l'objet sont possibles) 251

7 Systèmes d alimentation Généralités Système - Vue d'ensemble des champs d'application Tableau 75: Plage de pression et de température des systèmes d'alimentation Geberit Pression de service max. Température de service Geberit PushFit Geberit Mepla Geberit Mapress acier inoxydable ) Geberit Mapress acier inoxydable ) Geberit Mapress acier inoxydable gaz Geberit Mapress Geberit Mapress acier carbone 1) acier Cr-Ni ) 16 bar 10 bar 16 bar 10 bar 16 bar 16 bar 2) 5bar 3) 16 bar 2) 16 bar 2) 0 à 20 C -10à+70 C (chauffage jusqu'à +80 C) 0à 20 C -10à+70 C (chauffage jusqu'à +80 C) -30 à +180 C -30 à +180 C -20à +70 C -30 à +180 C -30 à +180 C 1) La température de service maximale dépend du joint utilisé (voir les listes de résistance détaillées) 2) Pour applications industrielles, 25 bar ou pressions supérieures possibles (sur demande) 3) Homologation SSIGE à partir du DN 65 avec filetages 0.1 bar maximum 252

8 Systèmes d alimentation Généralités Système - Homologations Demandes de résistances Pour la détermination de la résistance aux produits chimiques, les indications suivantes sont impératives: Fiches techniques du produit et de sécurité de la substance Température de service prévue Pression de service prévue Durée d'exploitation prévue Concentration de la substance Essai de la substance (selon entente) Les demandes de résistance peuvent être faites en ligne sur dans la rubrique "Service" sous "Demandes en ligne". 1.4 Homologations Les systèmes d'alimentation Geberit disposent de différentes homologations dans le monde entier. Les plus importantes sont énumérées dans les chapitres respectifs. 253

9 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Protection contre le bruit 2 Planification 2.1 Protection contre le bruit Les conduites d'alimentation en eau correctement dimensionnées et réalisées n'engendrent pas de bruits. Elles transmettent, par contre, les bruits provenant des équipements sanitaires (appareils et robinetterie). Il convient de ce fait de les munir d'une isolation acoustique efficace qui découple les bruits solidiens du corps du bâtiment. Pour de plus amples informations sur le thème de l'isolation phonique, voir brochure de compétences Protection contre le bruit et l'incendie, chapitre Protection contre le bruit. 2.2 Protection incendie Pour des informations détaillées voir brochure de compétences Protection contre le bruit et l'incendie, chapitre Protection incendie. 2.3 Isolation des conduites Bases fondamentales Il convient de munir les conduites d'eau d'une isolation qui sera choisie en fonction de la température de l'eau et de la température ambiante. Le type d'isolation dépend du résultat à obtenir. Conduites d'eau froide: Empêchement de la formation d'eau de condensation Empêchement du réchauffement de l'eau potable Empêchement des transmissions de bruit Conduites d'eau chaude, de circulation et de chauffage: Réduction de la perte de chaleur Absorption de la dilatation Empêchement des transmissions de bruit Conduites d'eau froide L'épaisseur minimale de l'isolation des conduites d'eau froide figure sur les tableaux suivants. Elle est dimensionnée pour la construction d'appartements et s'applique à des températures ambiantes de 5 25 C pour une humidité relative de l'air de maximum 85 %. Pour les conduites exposées au gel ou chauffées à l'aide de câbles chauffants destinés à la protection contre le gel, les épaisseurs d'isolation énumérées seront majorées en conséquence. Tableau 76: Epaisseur minimale d'isolation (conduites de raccordement aux appareils) Pose encastrée Pose apparente Fourreau isolant Bandages / Gaine de protection Coquilles isolantes PIR DN s en mm s en mm Tableau 77: Fourreau isolant Epaisseur minimale d'isolation (conduites de distribution et colonnes montantes) Pose encastrée Pose apparente emmurée en gaine Bandages / Gaine de protection Conduites d'eau chaude Coquilles isolantes PIR Coquilles isolantes PIR DN s en mm s en mm s en mm Extrait des "Modèle de prescriptions énergétiques des cantons (muken)" de la conférence des services cantonaux de l'énergie (édition 2014). Des dérogations selon les cantons sont possibles. Les installations à construire et les installations remplacées à l'occasion de transformations, y compris la robinetterie et les pompes, doivent être entièrement isolées contre les pertes thermiques conformément au tableau 78 "Epaisseurs minimales d'isolation des installations d'eau chaude pour les systèmes d'alimentation Geberit", page 255. Cela comprend toutes les pièces maintenues au chaud du système de distribution d'eau chaude, dans des pièces chauffées ou non ou à l'extérieur. Indications complémentaires sur l'isolation thermique de la distribution d'eau chaude conformément à SIA 385/1, édition 2011 (Installations d'eau chaude sanitaire dans les bâtiments Bases et exigences): Les conduites de soutirage individuelles, sans maintenance de chaleur (circulation ou ruban chauffant), ne doivent pas être isolées. Avec le système de circulation "tube-à-tube", le diamètre extérieur de référence est la somme des diamètres extérieurs des deux conduites. Si nécessaire pour des raisons de technique de montage, les passages dans les murs, le sol ou le plafond peuvent être réduits de maximum 50 % par rapport aux épaisseurs d'isolation mentionnées dans le tableau 78, page 255. Pour les robinetteries et distributeurs, l'épaisseur d'isolation minimale est de 50 % par rapport aux épaisseurs d'isolation mentionnées dans le tableau 78, page

10 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Température de l'eau chaude Tableau 78: Geberit PushFit ø [mm] Epaisseurs minimales d'isolation des installations d'eau chaude pour les systèmes d'alimentation Geberit Geberit Mepla ø [mm] Geberit Mapress ø [mm] Des dérogations selon les cantons sont possibles Diamètre du tube DN Epaisseur minimale d'isolation [mm] A λ 0.03 W/(m K) p. ex. coquilles isolantes PIR A λ >0.03W/(m K) Jusqu'à λ 0.05 W/(m K) p. ex. laine minérale Température de l'eau chaude Les chauffe-eau sont à dimensionner pour une température de service de 60 C au maximum. Font exception les chauffe-eau dont la température doit être supérieure pour des raisons d'exploitation ou d'hygiène. Là, où il convient de satisfaire aux exigences en matière d'hygiène (par exemple pour empêcher des problèmes de légionelles dans les hôpitaux et les homes médicalisés), des dispositifs destinés au réchauffement périodique de l'eau au- dessus de 60 C peuvent être installés. i Remarque La température de service maximale des matériaux utilisés doit être prise en compte. 2.5 Temps de réponse Extrait de la SIA 385/1 "Installations d'eau chaude sanitaire dans les bâtiments - Principes de base et exigences": Dans le but de maintenir les pertes de rendement dans un cadre économiquement justifiable et par la même de satisfaire aux exigences de confort des utilisateurs d'eau chaude, il convient de respecter les temps de réponse figurant dans le tableau 79. Tableau 79: Temps de réponse maximal admissible Appareil sanitaire Temps de Temps de réponse t sans réponse t avec maintenance de maintenance de chaleur (p. ex. chaleur (p. ex. sans circulation) avec circulation) Lavabo, lave-mains, bidet, installation de douche, baignoire, 15 s 10 s évier (cuisine), déversoir Les temps de réponse mentionnés dans le tableau 79 sont valables pour les robinets de puisage entièrement ouverts et complètement réglés sur chaud. Les temps de réponse sont des laps de temps jusqu'à ce que la température de 40 C soit atteinte au point de soutirage. Cette température est utilisée pour le calcul et le mesurage du temps de réponse, conformément à SIA 385/2 édition Elle signale le début de l'utilisation d'eau chaude. i Remarque La mesure du temps de réponse est réalisée avec la robinetterie installée sur place. En cas d'utilisation de mitigeurs économisant l'énergie (régulateurs de débit), le débit volumique est inférieur, ce qui a pour conséquence un temps de réponse plus long. Pour la mesure d'un temps de réponse, le débit volumique effectif doit donc être déterminé et converti avec les valeurs normalisées (conformément à SIA 385/2, édition , annexe G) Calcul du temps de réponse Dans l'intérêt d'une utilisation économique de l'eau et de l'énergie, les temps de réponse ne devraient pas être trop élevés. Ils doivent être basés sur les dimension de tubes, les longueurs de conduites ainsi que les débits volumiques et concorder entre eux. S'il n'est pas possible de choisir un système de distribution, permettant de transporter l'eau chaude du chauffe-eau au point de soutirage dans un temps raisonnable (temps de réponse), une conduite de circulation ou un ruban chauffant doit être planifié et installé ou la disposition des appareils sanitaires et colonnes montantes doivent être optimisées. La norme 385/1 comprend les principes fondamentaux et les exigences en matière d'installations pour l'eau potable. La norme 385/2 décrit le besoin en eau chaude, les exigences générales et le dimensionnement, p. ex. le calcul des temps de réponse. 255

11 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Temps de réponse Le temps de réponse comporte deux phases: 1. Phase froide: Le contenu de la conduite est expulsé 2. Phase d'échauffement: Les conduites, robinetteries et distributeurs s'échauffent jusqu'à ce qu'une température de 40 C soit atteinte au point de soutirage L'illustration ci-après montre la courbe de température à un point de soutirage lors du premier prélèvement d'eau chaude: 60 Exemple de calcul: Donné: Système de distribution: Avec maintenance de chaleur (circulation ou ruban chauffant) Appareil sanitaire: Evier (2 LU) = 0.2 l/s Contenu de la conduite: - Distributeur 3/4": 0.4 m à 0.37 l/m - Geberit PushFit ø 16 mm: 6 m à l/m Recherché: Temps de réponse t en [s] Température [ C] Temps de réponse Phase froide Phase de réchauffement Solution: t = t = 7.7s m l s m l Temps [s] Fig. 276: Courbe de température à un point de soutirage lors du premier prélèvement d'eau chaude 0.4 m, ¾" env. 4 m dans le plan Cuisine Détermination du temps de réponse t La phase froide est déterminée comme suit: 6 m, ø16 mm (longueur de la conduite) t f = V l V t f : Phase froide [s] V: Contenu de la conduite [l/m] l: Longueur de la conduite [m] V: Débit volumique [l/s] La phase d'échauffement dure à peu près aussi longtemps que la phase froide et est par conséquent considérée comme facteur 2. Le facteur est indépendant du matériau de conduite choisi, du diamètre des tuyaux et du type de pose choisi. Le temps de réponse est ainsi calculé comme suit: t = t f 2 t: Temps de réponse [s] t f : Phase froide [s] En résumé, on a: t = V l 2 V 256

12 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Principes de la dynamique des fluides 2.6 Principes de la dynamique des fluides Perte de charge totale dans une installation Exemple de calcul Donné Valeur zêta = 9.0 Densité de l'eau = kg/m 3 w = 2.0 m/s Recherché: Perte de charge en mbar Solution: La perte de charge totale Δp tot d'une installation est obtenue avec la somme des pertes de charge dues aux frottements dans les tuyaux Δp R et les pertes de charge par résistances isolées Δp E. Δp tot = Δp R + Δp E Δp R : Perte de charge due au frottement [Pa] Δp E : Perte de charge par résistances isolées [Pa] Pa = 100 kpa = 1 bar = mbar Perte de charge due au frottement La perte de charge due au frottement Δp R est le produit du coefficient de rugosité R (perte de pression dans une conduite droite) et de la longueur de la conduite l. La perte de charge due au frottement R dépend du débit volumique, du diamètre intérieur, du matériau du tuyau et de la température. Elle peut être calculée ou relevée dans les tableaux et diagrammes (voir paragraphe 2.11 "Diagramme de perte de charge des systèmes d'alimentation Geberit"). Δp R = R I Δp R : Perte de charge due au frottement [Pa] R: Diminution de la perte de charge due au frottement [Pa/m] l: Longueur du tube [m] Perte de charge par résistances isolées Le coefficient de perte de charge (valeur zêta) d'un raccord est une grandeur sans dimension permettant de représenter la résistance à la pression dynamique de l'eau. Il donne des renseignements sur l'importance de la résistance à l'écoulement d'un raccord et est déterminé de façon empirique. La perte de charge due à la résistance isolée Δp E est calculée à partir de la somme des coefficients de perte de charge (valeurs zêta) multiplié par la pression dynamique. Les résistances isolées des systèmes d'alimentation Geberit figurent dans le chapitre 2.10 "Résistances isolées des systèmes d'alimentation". Δp = E Z = ζ -- ρ w2 2 Dans la technique sanitaire, on écrit en général Z pour Δp E. Δp E : Perte de charge par résistances isolées [Pa] Σ ζ: Somme des coefficients de perte de charge (valeur zêta) [facteur] ρ: Densité [kg/m 3 ] w: Vitesse [m/s] kg m N m 3 s 2 = m 2 = Pa = Pa 2 = 180 mbar Longueurs équivalentes de la conduite (longueurs de conduites identiques) Par simplification, des résistances isolées peuvent aussi être prises en compte sans coefficient de perte de charge (valeur zêta) avec longueur de conduite équivalente (longueur de conduite identique). La longueur de conduite équivalente (longueur de conduite identique) doit être ajoutée à la longueur de conduite l puis multipliée par la perte de change due au frottement R Exemple de calcul de perte de charge totale dans une installation Donné: Conduite Geberit Mapress ø 15 (15.0 x 1.0 mm) Débit volumique = 0.1 l/s (1 BW) R = 7.4 mbar/m (voir paragraphe "Diagrammes de perte de charge Geberit Mapress") Longueur = 5 m Coefficient de perte de charge ζ (voir paragraphe "Résistances isolées Geberit Mapress"): - 1 équerre de raccordement coude embranchement en té Total 2.72 Densité ρ de l'eau à 10 C = kg/m3 (voir paragraphe "Connaissances de base", tableau 249, page 552) Vitesse w = 0.75 m/s (voir paragraphe "Diagrammes de perte de charge Geberit Mapress") Fig. 277: Conduite de raccordement sur installation de WC 257

13 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'eau Recherché: Perte de charge Δp tot en mbar Solution: Δp R = Δp R = R I 7.4 mbar m m mbar m = mbar m Δp = Δp 2 2 V V 2 mbar mbar = l s s l Δp 1 : Perte de charge avant modification [mbar] Δp 2 : Perte de charge après modification [mbar] V 1 : Débit volumique avant modification [l/s] V 2 : Débit volumique après modification [l/s] Δp R = 37.0 mbar 2.7 Détermination du diamètre des conduites pour l'eau Δp = E Z = ζ ρ -- w2 2 Δp E = Δp E = Pa = 7.6 mbar Δp tot = Δp R + Δp E Loi de résistance quadratique kg m 2 N m 3 s 2 = m 2 = Pa Δp tot = 37.0 mbar mbar = 44.6 mbar La perte de charge se comporte de façon quadratique par rapport au débit volumique. Un débit volumique divisé par deux signifie par conséquent un quart de perte de change. Le débit volumique est donc une grandeur qui influence la perte de charge de façon décisive. La nouvelles Directive SSIGE W3 pour les installations d'eau potable est entrée en vigueur depuis janvier Il en découle des modifications significatives dans le dimensionnement des conduites. Si la méthode de calcul a changé de façon non significative, les modifications de la méthode simplifiée sont importantes. La méthode de calcul simplifiée nécessite des tableaux d'unités de raccordement liés au système, qui se différencient en fonction du matériau et du type de pose. Les tableaux d'unités de raccordement Geberit faciles à utiliser pour un dimensionnement des conduites rapide et simple peuvent être utilisés alternativement pour des objets petits et moyens. Il est possible de renoncer un dispositif de pression. Les tableaux correspondants des systèmes d'alimentation Geberit PushFit, Geberit Mepla et Geberit Mapress se trouvent au chapitre "Tableaux d'unités de raccordement Geberit", page 259. Geberit propose un programme gratuit de calcul de perte de charge accessible depuis le Centre de téléchargement sous en guise d'aide au dimensionnement des conduites avec la méthode de calcul par perte de charge Unités de raccordement Tableau 80: Unité de raccordement LU (Loading Unit) par raccord Champ d'application: Raccordements DN 15 (1/2") Les robinets de remplissage pour le chauffage ne sont pas pris en considération lors de la détermination du diamètre des conduites. Les consommateurs avec raccordements supérieurs à 1/2" et/ou les débits spéciaux sont toujours à calculer en fonction de la perte de charge conformément aux indications du fabricant. Q A froid [l/s] Q A chaud [l/s] LU froid [ ] Chasse d'eau, distributeur de boisson Lavabo, lavabo-rigole, bidet, douche de coiffeur Lave-vaisselle à usage domestique Lave-linge à usage domestique Robinet de puisage pour balcons Douche, évier, bassin de lavage, déversoir, vidoir au sol, vidoir mural LU chaud [ ] Rinçage automatique pour urinoir Baignoire Robinet de puisage pour jardin et garage

14 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'eau Tableaux d'unités de raccordement Geberit Tableau 81: Tableau 82: Tableau 83: Geberit PushFit Total des unités de raccordement [LU] Unité de raccordement maximale [LU] Dimension du tube d a [mm] Diamètre intérieur d i [mm] Longueur du tube recommandée [m] Geberit Mepla Total des unités de raccordement [LU] Unité de raccordement maximale [LU] Dimension du tube d a [mm] Diamètre intérieur d i [mm] Longueur du tube recommandée [m] Geberit Mapress Total des unités de raccordement [LU] Unité de raccordement maximale [LU] Dimension du tube d a [mm] Diamètre intérieur d i [mm] Longueur du tube recommandée [m] i Remarque Les tableaux des unité de raccordement Geberit ne correspondent pas à la détermination du diamètre des tubes conformément à la méthode simplifiée selon la directive W3 de la SSIGE, édition Lors de l'application des tableaux destinés au dimensionnement des conduites de distribution ainsi que pour les distributions d'étage (installation à l'aide de tés ou conduites de raccordement individuelles) en tenant compte des critères suivants, les conditions de pression et les vitesses d'écoulement maximales fixées dans la directive de la SSIGE sont toutefois respectées: Pas de points de puisage plus grands qu'indiqué dans tableau 80 "Unité de raccordement LU (Loading Unit) par raccord", page 258 Pas de dépassement du débit de pointe conformément à la directive W3 de la SSIGE, édition 2013, diagramme 1 Pas de puisages continus (supérieurs à 15 minutes) Différence de hauteur maximale de 12 m entre la batterie de distribution et le point de puisage le plus haut Pression statique de 5 bar après le réducteur de pression Par tronçon à partir de la batterie de distribution au maximum 150 LU et une longueur maximale de la conduite de 50 m Tableau 84: Aperçu diamètres nominaux (DN) DN Geberit PushFit Geberit Mepla Geberit Mapress PEX Tuyau en acier /2" /4" " /4" /2" " /2" " " 259

15 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'eau Exemple de calcul de perte de charge, eau 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2" I II III IV p m 3 Fig. 278: Installation avec 12 douches (hypothèse facteur de simultanéité 100 %) Tableau 85: Calcule de perte de charge Geberit Mapress acier inoxydable avec longueurs de tuyau équivalentes Tronçon Dimension Longueur Majoration de résistances Longueur Débit Débit volumique Δp du tuyau du tronçon isolées totale volumique TS ø V par m Total No. [mm] [m] [m] [m] [l/s] [mbar] [mbar] raccordement de robinetterie coude passage en té passage en té passage en té passage en té passage en té embranchement en té 2 coudes 90 1 manchon 1 robinet d'arrêt oblique 1 sortie de distribution 1) Le facteur de correction 0.85 s'applique à tous les systèmes conformément à la directive W3, édition 2013). Celui-ci tient compte de la différence entre le calcul théorique et le comportement effectif (itératif) de l'installation Perte de charge totale TS Perte de charge totale TS 1 7 en tenant compte du facteur de correction 1) Pour le calcul de la perte de charge, nous recommandons le Geberit ProPlanner. 260

16 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour le gaz 2.8 Détermination du diamètre des conduites pour le gaz 2.9 Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Généralités La détermination des dimensions de la conduite d'installations de gaz se fonde sur la directive SSIGE G1 (édition 2012). Le système d'alimentation Geberit Mapress acier inoxydable gaz convient pour les installations de gaz naturel. Le diagramme de perte de charge se trouve à la page Bases fondamentales Lors du dimensionnement des conduites d'un réseau d'air comprimé, il convient en premier lieu de déterminer le genre et le nombre de consommateurs d'air comprimé sur un tronçon déterminé. La consommation d'air comprimé de chaque appareil est additionnée et corrigée à l'aide du facteur de multiplication approprié. Le diamètre du tronçon peut être dimensionné sur la base de ce résultat. Pour la détermination de la consommation totale d'air comprimé d'un réseau, les consommateurs sont divisés en deux groupes: Consommateurs automatiques d'air comprimé Ce groupe de consommateurs comprend des vérins pneumatiques automatiques, des machines à exploitation continue et des processus de travail de longue durée, qui consomment de l'air comprimé. Dans le calcul de consommation, il convient de tenir compte de la totalité de leur consommation individuelle Consommateurs universels d'air comprimé La plupart des processus de travail sont uniquement exploités par intermittence. Pour ce genre de processus, une durée d'exploitation moyenne ED peut être déterminée. En plus, les consommateurs universels ne sont exploités qu'alternativement. Pour les consommateurs universel, la mise en circuit moyenne ED et le facteur de simultanéité ϕ sont considérés dans le calcul en tant que facteurs de multiplication de consommation réduite. La consommation théorique totale d'air comprimé comprend la consommation totale d'air comprimé des consommateurs automatiques et des consommateurs universels 261

17 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Données pour la détermination du réseau d'air comprimé Tableau 86: Données pour la détermination du réseau d'air comprimé Vitesse du débit dans le réseau Entre 5 15 m/s, des vitesses plus importantes provoquent des bruits et augmentent la perte de charge Pression de travail resp. pression industrielle, p B 6 bar (surpression de service p ü ) pression de service Pressions spéciales telles que p. ex. élévateurs p sp 9 bar (surpression de service p ü ) pour automobiles dans des garages Pression se service effective au point de soutirage p A Doit dans tous les cas être définie voir tableau 88 "Durée d'exploitation des appareils à air comprimé" Valeurs indicatives pour une durée d'exploitation moyenne des outils à air comprimé Perte de charge du compresseur au consommateur (sans unités d'entretien, dessiccateurs à froid, tuyaux de raccordement etc.) Perte de pression totale: Réseau de conduite, résistances isolées, unités d'entretien, tuyaux et dessiccateurs à froid Diamètre du tube entre le compresseur et le réservoir sous pression Diamètre du tube entre le point de soutirage dès la conduite circulaire resp. le collecteur et le consommateur Prise en compte des fuites et des réserves Fuites Perte de pression conduite principale HL Perte de pression conduite de distribution VL Perte de pression conduite de raccordement AL Δ p réseau Δp DV total Entre bar ( mbar) resp. 5 % de la pression du réseau (p ü réseau) 1.0 bar (1000 mbar) En cas normal, dimension de la sortie du compresseur En cas normal, dimension du raccordement à la sortie du compresseur Il faut compter une réserve raisonnable Il convient de veiller à ce que les conduites, les assemblages, les soupapes, les raccords, les tuyaux etc. ainsi que les machines et outils à entraînement soient absolument étanches 0.04 bar (40 mbar) 0.03 bar (30 mbar) 0.03 bar (30 mbar) HL HL VL VL AL VL VL AL 1 2 HL Fig. 279: Tracé schématique de la conduite 1 Compresseur 2 Dessiccateur HL Conduite principale VL Conduite de distribution AL Conduite de raccordement Pour des explications inhérentes au thème de l'air comprimé, voir le chapitre "Annexe" / "Connaissances de base", paragraphe 1.7 "Pression absolue", page

18 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Consommation d'air comprimé et surpression de service p ü Une question importante se pose lors de la planification inhérente à la détermination de la consommation d'air et de la surpression de service. Pour ce faire, il est impératif d'avoir une vue d'ensemble de tous les appareils et machines à air comprimé ainsi que de leur durée d'exploitation. Les valeurs indicatives suivantes permettent la conception d'un réseau. Tableau 87: Désignation Valeurs indicatives pour les débits volumiques normatifs et les surpressions de service des points de soutirage de l'air comprimé Débit volumique normatif V N [Nm 3 /h] Surpression de service p ü [bar] Marteaux de démolition Marteaux-foreurs Grandes perceuses Petites perceuses Fraises électriques 18 6 Pistolets d'évacuation et de nettoyage Pistolets à peinture 1 6 Tronçonneuses Scies circulaires 40 6 Marteaux-piqueurs Marteaux-piqueurs légers 20 6 Marteaux à river Marteaux à river lourds Presses à river Marteaux à poudrer 18 6 Foreuses Meules Pilons Vidanges de laboratoire NW Sableuses Pieds de colonne pour roues de voiture -15 Les valeurs indiquées sont des valeurs indicatives, pour le cas où les données du fabricant des outils à air comprimé ne sont pas connues! i Remarque Indications à l'état normalisé (Nm 3 /h) d'après DIN Nm 3 /h = 1 mètre cube normalisé à 0 C (273 K), bar et une densité ρ de kg/m 3 263

19 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Facteur de simultanéité Le facteur de simultanéité est une valeur basée sur les expériences faites lors de l'exploitation d'appareil à air comprimé et points de soutirage de mêmes types ou de types similaires, dont l'exploitation est permanente. Dans les entreprises ayant une production industrielle automatique, il convient de calculer avec des facteurs de simultanéité considérablement plus élevés, jusqu'à près de 1.0, c'est-à-dire exploitation continue. La consommation d'air des appareils utilisés sporadiquement se calcule en prenant la somme totale des conduites de raccordement multipliée par le facteur de simultanéité y relatif. 1.0 Facteur de simultanéité Nombre de points de soutirage E Fig. 280: Diagramme du facteur de simultanéité pour des alimentations en air comprimé plus petites en fonction du nombre de points de soutirage Facteur de simultanéité Nombre de points de soutirage E Fig. 281: Diagramme du facteur de simultanéité pour des alimentations en air comprimé moyennes et grandes en fonction du nombre de points de soutirage 264

20 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Facteurs de durée d'exploitation des appareils à air comprimé En partant de l'air primaire (air de transport) ou autres exploitants en continu, la plupart des machines et appareils à air comprimé ne fonctionne pas en continu. C'est la raison pour laquelle leur durée d'exploitation doit être déterminée. L'exploitation moyenne des appareils à air comprimé dépend des proportions d'exploitation. Elle est dans de nombreux cas difficile à évaluer. L'expérience a démontré que l'exploitation d'air moyenne représente % de l'exploitation d'air maximale. La durée d'exploitation est exprimée en facteur (< 1.00) ou en pour cent. Tableau 88: Durée d'exploitation des appareils à air comprimé Point d'exploitation d'air comprimé / Facteur de durée appareils d'exploitation Perceuses (< 10 mm ø) 0.20 Perceuses (13 mm ø) 0.35 Perceuses (24 mm ø) 0.30 Grandes perceuses 0.10 Gabarits de perçage, dispositifs-tendeurs, mandrins de perceuse 0.10 Pistolets-souffleurs 0.10 Outils à fileter 0.30 Engins de levage jusqu'à 1 t 0.15 Engins de levage jusqu'à 5 t 0.05 Marteaux-piqueurs, petits 0.15 Marteaux-piqueurs, moyens 0.20 Marteaux-piqueurs, grands 0.10 Marteaux à river, moyens 0.10 Marteaux à river, lourds 0.05 Machines à polir, angulaires 0.20 Machines à polir, moyennes 0.30 Sableuses 0.50 Visseuses, rotatives 0.30 Visseuses à frapper (M12) 0.20 Visseuses à frapper (M32) 0.20 Meules à rectifier 0.25 Meules, petites 0.25 Meules, radiales 0.25 Meules, angulaires 0.30 Pistolets à peinture 0.50 Pilons 0.15 Cylindres à poussoir pour dispositifstendeurs, mandrins de perceuse Fuites Les fuites ne peuvent pas totalement être évitées. Dans les réseaux de conduites correctement réalisés, elles peuvent toutefois être maintenues mais dans les limites suivantes: Artisanats ou petites industries 5 8 % Industries moyennes à grandes % Entreprises spéciales (p. ex. fonderies, nettoyages % chimiques) Tableau 89: Extensions Fuites au niveau des trous Diamètre du trou Perte d'air à p Ü 7 bar Energie nécessaire à l'étanchéité Dimension [mm] [l/s] [kw] Les réseaux d'air comprimé peuvent être exploités pendant une durée allant jusqu'à 50 ans. C'est la raison pour laquelle il est judicieux de prévoir des extensions à longues échéances et de les prendre en considération lors de la planification. Réserves recommandées: Artisanats % Industries % Conversion du débit volumique normatif en débit volumique de service Les indications relatives aux débits volumiques des appareils à air comprimé (voir chapitre "Consommation d'air comprimé et surpression de service pü") sont des débit volumiques normatifs V N. Les diagrammes de perte de charge (voir chapitre 2.11 "Diagramme de perte de charge des systèmes d'alimentation Geberit") sont en revanche dimensionnés comme des débits volumiques de service V B. C'est la raison pour laquelle les débits volumiques normalisés V N sont convertis en débits volumiques de service V B. Ceci est réalisé avec la formule suivante: V N p V an T B B = p ab T N m bar K = m h bar K h V B = Débit volumique de service en m 3 /h V N = Débit volumique normatif en Nm 3 /h p ab = Pression de service absolue en bar (pression en bar bar d'après DIN 1343) p an = Pression normative absolue en bar ( bar d'après DIN 1343) T B = Température absolue à l'état de service en K (température en C K) T N = Température absolue à l'état normatif en K (0 C = 273 K d'après DIN 1343) 265

21 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Exemple Donné: Débit volumique normatif V N : Pression normative p an : Solution: Nm 3 /h (d'après DIN 1343) bar Pression de service p ab : bar (6 bar de pression de service p ü bar) Température 273 K état normatif T N : Température 293 K (20 C K) état de service T B : Recherché: Débit volumique de service VB en m 3 /h: V B V B V N p an T = B p ab T N = V B = 15.5 m h m bar K = m h bar K h Procédé de dimensionnement des conduites Procédé de dimensionnement 1. Déterminer la surpression de service p ü (en fonction des consommateurs / outils) voir tableau 87 "Valeurs indicatives pour les débits volumiques normatifs et les surpressions de service des points de soutirage de l'air comprimé" 2. Attribuer le débit volumique normatif V N aux consommateurs (voir tableau 87 "Valeurs indicatives pour les débits volumiques normatifs et les surpressions de service des points de soutirage de l'air comprimé") 3. Travailler depuis les consommateurs jusqu'au générateur d'air comprimé. Calculer la consommation d'air comprimé de chaque tronçon (les conduites circulaires sont divisées en deux et chaque moitié est dimensionnée séparément) V tronçon = (ΣV consommateur universel ϕ ED + ΣV consommateur automatique ) v r V tronçon = débit volumique du tronçon en m 3 /h V consommateur universel = débit volumique du consommateur universel en Nm 3 /h ϕ = Simultanéité pour les consommateurs généraux (facteur) ED = exploitation moyenne pour consommateur universel (facteur) V consommateur universel = débit volumique du consommateur automatique en Nm 3 /h v = supplément pour fuites (facteur) r = supplément pour extension ultérieure (facteur) 4. Conversion du débit volumique normatif en débit volumique de service V B (voir paragraphe "Conversion du débit volumique normatif en débit volumique de service") 5. Calculer la perte de charge Δp = R l f Δp = perte de pression en mbar R = perte de charge par frottement dans le tube en mbar/m L = longueur de la conduite en m f = supplément pour pièces, robinetterie etc % 6. Détermination du diamètre des conduites en tenant compte des pertes de pression maximales admissibles dans chaque tronçon de conduite (voir tableau 86 "Données pour la détermination du réseau d'air comprimé") 266

22 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Exemple de calcul pré-dimensionnement Conduite de raccordement AL Donné: Conduite de raccordement AL L = 5 m Consommateur général (p. ex. petite perceuse) Fig. 282: Conduite de raccordement AL avec raccordement à l'air comprimé d'une perceuse Tableau 90: Calcul de la conduite de raccordement AL Paramètres Symboles TS 1 Diamètre de la conduite, présélection mm Tube composite Geberit Mepla ø 20 Surpression d'alimentation p ü en bar 6 Température de service T B in C 20 Consommation d'air comprimé d'une perceuse V N en Nm³/h 30 (Indication fabricant ou selon tableau 87 "Valeurs indicatives pour les débits volumiques normatifs et les surpressions de service des points de soutirage de l'air comprimé") Simultanéité ϕ 1 (Voir paragraphe "Facteur de simultanéité", page 264) Durée d'exploitation moyenne ED 1* (Voir paragraphe "Facteurs de durée d'exploitation des appareils à air comprimé", page 265) Supplément pour fuites v 5% (Facteur 1.05) (voir paragraphe "Fuites", page 265) Réserve pour extension r 0% (Voir paragraphe "Extensions", page 265) Débit volumique normatif AL 1) V N en Nm 3 /h 31.5 (V Conduite de raccordement en Nm³/h = V perceuse ϕ ED v) Débit volumique de service 2) V B en m 3 /h 4.9 (Voir paragraphe "Conversion du débit volumique normatif en débit volumique de service", Seite 265) Perte de charge R en mbar/m Longueur du tronçon l en m 5.0 Supplément pour incorporés / pièces f 60 % (Facteur 1.6) Perte de pression Δp = R l f 3) Δp en mbar (Voir paragraphe "Diagrammes de perte de charge Geberit Mepla", "Air comprimé 6 bar (pü)") * Pour une conduite de raccordement avec un seul consommateur, la durée d'exploitation est de 100 % ou facteur 1.0 1) Calcul du débit volumique normatif V N 2) Calcul du débit volumique de service V B V N Conduite de raccordement AL = V perceuse ϕ ED v [Nm 3 /h] V N Conduite de raccordement AL = 30 Nm 3 /h = 31.5 Nm 3 /h V B V B = = V N p an T B p ab T N m bar K m 3 = h bar K h V B = 4.9 m h 267

23 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé 3) Calcul de la perte de charge Δp = R l f mbar m m Δp = = 29.6mbar = bar La perte de charge max. admissible en AL = 0.03 bar (voir tableau 86 "Données pour la détermination du réseau d'air comprimé", page 262); bar est inférieure, ainsi la conduite de raccordement de ø 20 est bien dimensionnée. Conduite de distribution VL 5m = m = m = m = m TS 5 TS 4 TS 3 TS 2 TS 1 5 V n = 30.0 Nm 3 /h 5 V n = 30.0 Nm 3 /h Fig. 283: Conduite de distribution VL Tableau 91: Calcul de la conduite de distribution VL Paramètres Symboles TS 1 TS 2 TS 3 TS 4 TS 5 Diamètre de la conduite, présélection mm ø 26 Surpression d'alimentation p ü en bar 6 Consommation d'air comprimé outil(s) V N en Nm 3 /h Simultanéité ϕ Durée d'exploitation moyenne ED 30 % 30 % 30 % 30 % 30 % Supplément pour fuites v 5 % 5 % 5 % 5 % 5 % Réserve pour extension r 10 % 10 % 10 % 10 % 10 % Débit volumique V N en V tronçon = V consommateur ϕ ED v r Nm 3 /h Débit volumique de service (voir paragraphe V B en "Conversion du débit volumique Nm 3 /h normatif en débit volumique de service") Perte de charge (voir paragraphe "Diagrammes de perte de charge Geberit Mepla", "Air comprimé 6 bar (pü)") Calcul Perte de charge TS = TS 1 + TS 2 + TS 3 + TS 4 + TS 5 Δp total, VL = = 29.5 mbar = bar Perte de charge maximale admise dans VL = 0.03 bar (voir tableau 86 "Données pour la détermination du réseau d'air comprimé", page 262) bar est inférieure, ainsi la conduite de distribution de ø 26 est bien dimensionnée. R en mbar/m Longueur du tronçon l en m Supplément pour incorporés / pièces f 50 % 50 % 50 % 50 % 50 % Perte de charge Δp = R l f Δp en mbar

24 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Conduite principale HL TS 1 15m = V n = 30.0 Nm 3 /h TS 2 15m = V n = 30.0 Nm 3 /h TS 3 25m = V n = 30.0 Nm 3 /h 1 Fig. 284: Conduite principale HL Tableau 92: Calcul de la conduite principale HL Paramètres Symboles TS 1 TS 2 TS 3 Diamètre de la conduite, présélection mm ø 40 Surpression d'alimentation p ü en bar 6 Consommation d'air comprimé outil(s) V N en Nm 3 /h Simultanéité ϕ Durée d'exploitation moyenne ED 30 % 30 % 30 % Supplément pour fuites v 5 % 5 % 5 % Réserve pour extension r 50 % 50 % 50 % Débit volumique V tronçon = V consommateur ϕ ED v r V N en Nm 3 /h Débit volumique de service (voir paragraphe "Conversion du débit volumique normatif en V B en Nm 3 /h débit volumique de service") Perte de charge (voir paragraphe "Diagrammes de perte de charge Geberit Mepla", "Air comprimé R en mbar/m bar (pü)") Longueur du tronçon l en m Supplément pour incorporés / pièces f 50 % 50 % 50 % Perte de charge Δp = R l f Δp en mbar Calcul Perte de charge TS = TS 1 + TS 2 + TS 3 Δp total, HL = = 62.0 mbar = bar Perte de charge maximale admise dans HL = 0.04 bar (voir tableau 86 "Données pour la détermination du réseau d'air comprimé", page 262) bar est supérieure, ainsi la conduite principale de ø 40 n'est pas bien dimensionnée. On choisit ainsi de nouveau: ø 50 (Calcul de contrôle voir tableau 93). 269

25 Systèmes d alimentation Généralités Planification - Détermination du diamètre des conduites pour l'air comprimé Calcul de contrôle avec diamètre 50 Tableau 93: Calcul de la conduite principale HL Paramètres Symboles TS 1 TS 2 TS 3 Diamètre de la conduite, présélection mm ø 50 Surpression d'alimentation p ü en bar 6 Débit volumique de service (voir paragraphe "Conversion du débit volumique normatif en V B en Nm 3 /h débit volumique de service", Seite 265) Perte de charge (voir paragraphe "Diagrammes de perte de charge Geberit Mepla", "Air comprimé R en mbar/m bar (pü)") Longueur du tronçon l en m Supplément pour incorporés / pièces f 50 % 50 % 50 % Perte de chargeδp = R l f Δp en mbar Calcul Perte de charge TS = TS 1 + TS 2 + TS 3 Δp total, HL = = 19.4 mbar = bar Perte de charge maximale admise dans HL = 0.04 bar (voir tableau 86 "Données pour la détermination du réseau d'air comprimé", page 262); bar est inférieure, ainsi la conduite principale de ø 50 est bien dimensionnée Indications pour le montage La fixation, le façonnage et le montage doivent être réalisés de façon identique à la techniques générale de pose du Geberit Mepla sanitaire et chauffage Diriger les embranchements pour les points de soutirage vers le haut (formation de condensation) Poser le système de conduite avec une pente de 1.5 % à 2 % dans le sens de l'écoulement Poser le système de conduite hors gel Poser des filtres et des collecteurs de purge selon les indications du fabricant du générateur d'air comprimé Dans les domaines carrossables et de stockage, il convient de prendre des dispositions contre les détériorations, telles que p. ex. protection des rampes d'accès, revêtements etc Mise en service Avant la mise en service, il convient de contrôler soigneusement tous les raccordements sertis Pour les réalisations faites dans les règles de l'art, la résistance à la pression nécessaire est donnée par l'assemblage à presser avec des réserves élevées i Remarque Des parties non assemblées peuvent mettre la vie en danger. 270