Все, что вам нужно знать о давлении воды: влияние, значение и применение
При неизменном поступлении жидкости в организм и нормальной функции почек увеличение общего периферического сопротивления не может привести к стойкому повышению системного артериального давления. Сейчас читателю представится возможность проверить, понимает ли он, как почечный механизм контроля над объемом жидкости в организме участвует в регуляции артериального давления. Вспомним основное уравнение, характеризующее артериальное давление: артериальное давление равно сердечному выбросу, умноженному на общее периферическое сопротивление.
Становится ясно, что увеличение общего периферического сопротивления должно приводить к повышению артериального давления. И действительно, когда общее периферическое сопротивление внезапно увеличивается, артериальное давление немедленно повышается. Однако если почки функционируют нормально, высокий уровень артериального давления поддерживается недолго.
Давление возвращается к нормальному уровню примерно через день. Почему?
Два пути, благодаря которым возможно повышение артериального давления.
А. За счет сдвига кривой почечного диуреза вправо, к более высокому уровню давления.
Б. За счет увеличения поступления в организм воды и соли
Анализ механизмов регуляции артериального давления путем совмещения кривой «выведение воды и соли почками» и кривой «поступление воды и соли». Равновесная точка указывает на уровень, к которому артериальное давление возвращается регуляторными механизмами. (Небольшое количество соли и воды, которое выделяется помимо почек, не учитывается в этом и других рисунках данной главы.)
Ответ на этот вопрос следующий: увеличение сопротивления всех сосудистых областей организма, а не только почек, не приводит к смещению равновесной точки и уровня давления, контролируемого почками. Наоборот, почки немедленно начинают реагировать на рост артериального давления усиленным выведением натрия и воды. Через несколько часов большое количество воды и соли покидают организм, и это продолжается до тех пор, пока артериальное давление не вернется к уровню, соответствующему равновесной точке.
Чтобы убедиться, что изменение общего периферического сопротивления не может вызвать длительного сдвига уровня артериального давления, изучите рисунок ниже.
Влияние общего периферического сопротивления на уровень артериального давления и величину сердечного выброса в различных клинических условиях. Во всех случаях почки функционируют нормально. Обратите внимание, что изменение общего периферического сопротивления приводит к тем или иным изменениям сердечного выброса, однако во всех случаях не влияет на уровень артериального давления
На рисунке показаны величины сердечного выброса и артериального давления в различных клинических условиях, при которых общее периферическое сопротивление на длительный срок уменьшается или увеличивается по сравнению с нормой, в то время как экскреция воды и соли почками остается нормальной. Обратите внимание, что во всех этих случаях артериальное давление остается практически нормальным.
Довольно часто, однако, увеличение общего периферического сопротивления приводит к увеличению сопротивления почечных сосудов. Подобный пример мы увидим далее в этой главе, когда будем обсуждать развитие гипертензии, вызванной сосудосуживающими механизмами. При этом важно, что причиной гипертензии является увеличение почечного сосудистого сопротивления, а не общего периферического сопротивления!
Последовательные этапы механизма, благодаря которому увеличение объема внеклеточной жидкости приводит к повышению артериального давления. Обратите особое внимание на то, что увеличение сердечного выброса оказывает как прямое влияние на уровень артериального давления, так и непрямое влияние, увеличивая сначала общее периферическое сопротивление
Увеличение объема жидкости может привести к подъему артериального давления за счет увеличения сердечного выброса или общего периферического сопротивления. Общий механизм, благодаря которому увеличение объема внеклеточной жидкости приводит к подъему артериального давления. Последовательные этапы этого механизма следующие: (1) увеличение объема внеклеточной жидкости приводит к (2) увеличению объема крови, что (3) вызывает повышение среднего давления наполнения в системе кровообращения, а следовательно, (4) увеличивает венозный возврат крови к сердцу, что, в свою очередь, ведет к (5) увеличению сердечного выброса, благодаря чему (6) увеличивается артериальное давление.
Обратите особое внимание на то, что в данной схеме имеются два пути повышения артериального давления при увеличении сердечного выброса. Один из них связан с прямым влиянием величины сердечного выброса на артериальное давление. Другой путь является непрямым.
Он связан с увеличением общего периферического сопротивления, которое происходит благодаря механизмам ауторегуляции кровотока. Этот второй эффект нуждается в дополнительном объяснении.
Вспомним, что каждый раз, когда увеличивается кровоток в тканях, происходит местное сужение сосудов. При этом тканевой кровоток уменьшается, возвращаясь к прежнему уровню. Это явление получило название ауторегуляции, т.е.
регуляции местного кровотока самими тканями. Когда избыточный объем крови приводит к увеличению сердечного выброса и кровоток увеличивается во всех органах и тканях, механизм ауторегуляции вызывает сужение кровеносных сосудов повсеместно, во всех органах и тканях. Это и приводит к увеличению общего периферического сопротивления.
И наконец, поскольку артериальное давление равно сердечному выбросу, умноженному на общее периферическое сопротивление, такое вторичное увеличение общего периферического сопротивления в результате ауторегуляции приводит к значительному повышению артериального давления. Например, увеличение сердечного выброса только на 5-10% способно повысить среднее артериальное давление от нормального уровня 100 мм рт. ст.
до 150 мм рт. ст. (В действительности незначительное повышение сердечного выброса часто вообще не поддается измерению, но тем не менее приводит к повышению давления.)
Роль осмотического давления воды для живых организмов
Осмос имеет большое значение в окружающей среде и деятельности человека. Например, он участвует в переносе жидкости в стволах высоких деревьев, в наполнении водой клеток и межклеточных структур живых организмов. Биологические жидкости человека — тканевые жидкости, кровь, лимфа тоже поддаются законам осмотического давления.
В лабораторных условиях с его помощью исследуют характеристики вновь получаемых полимерных веществ, а в промышленности используют для очистки воды от минералов методом обратного осмоса.
Не менее важную роль осмос играет в экологии водоемов. При изменении концентрации солей в воде, обитатели могут погибнуть, так, например, если поместить пресноводное животное в морскую воду, то оно вскоре потеряет пятую часть своего веса, а если морского обитателя перенести в пресную воду, то из-за диффузии молекул повысится уровень внутриклеточной жидкости, клетки его органов разбухнут и лопнут.
к содержанию ↑Осмотическое давление морской воды
Осмотическое давление морской воды составляет примерно 25 бар, что существенно выше осмотического давления пресной воды. Поэтому процесс опреснения морской воды методом обратного осмоса проходит при существенно больших давлениях (40-60 бар). Естественно, для разных морей и океанов величина осмотического давления будут разниться за счет разной концентрации солей.
В чём измеряется давление?
Давление в сфере сантехники измеряют в барах или атмосферах. За единицу берут следующие значения:
- 1 бар равен 0,987 атмосферы (атм.), или 0,1 Мпа, или 1,0197 кгс/кв. см;
- 1 атмосфера приблизительно равна давлению атмосферы Земли на уровне Мирового океана, или давлению водяного столба высотой 10 метров.
В России, как правило, за единицу измерения принимают атмосферу, но в международной системе для расчётов применяют паскали.
Давление воды в частном доме измеряют манометром на входе в систему водоснабжения. Существуют различные модификации прибора. Они различаются диапазоном измерения, классом точности, конструкцией.
Документы с нормами давления
В нашей стране нормы и правила давления в системах водоснабжения частных домов прописаны в четырёх нормативных актах:
- Строительные нормы и правила (СНиП) 2.04.01-85;
- СНиП 2.04.02-84;
- СП 30.1330.2016;
- Постановление Правительства РФ № 354 от 06.05.2011 (редакция от 12.04.2023), приложение № 1.
Однако из-за особенностей разных построек унифицировать норму давления невозможно. Норматив прописан в виде минимального и максимального значения, но для каждого частного дома оптимальный показатель будет разным.
к содержанию ↑Горячая вода
Для горячей воды стандарт — от 0,3 до 4,5 бар (или атм.). В централизованных магистралях показатель колеблется от 4 до 4,45 бар. Такого давления хватает для нормальной работы всех сантехнических приборов без фитингов.
Холодная вода
Для холодной воды диапазон давления в водопроводе составляет от 0,3 до 6 бар. В центральных системах водоснабжения оптимальное значение показатель 4 бар. В автономных сетях загородного дома напор может быть меньше, соответственно, и значение ниже — от 1 до 2,8 бар.
Однако при расчётах все же ориентируются на цифры, указанные в СНиП.
Почему в частном доме слабый напор воды?
Причин слабого напора воды в системе водоснабжения загородного дома может быть несколько:
Устранить неполадки можно самостоятельно только при опыте работы с насосным оборудованием и со знанием гидравлики. В остальных случаях лучше обратиться к сантехникам. Они проверят герметичность соединительных деталей, заменят изношенные узлы, прочистят трубы.
к содержанию ↑Применение накопительной ёмкости
С помощью накопительного бака можно решить проблему с напором в пиковые моменты. Его устанавливают ближе к точкам потребления воды в загородном доме. Например, в ванной или на кухне.
Либо монтируют большую ёмкость на чердаке или кровле. В этом случае напор воды будет постоянным за счёт силы тяжести.
Подбирают накопительный бак с учётом количества жильцов и необходимого объёма воды для суточного потребления. Чем больше ёмкость, тем лучше. Для обслуживания и ремонта бака без перекрытия воды нужно установить перед ним байпас.
Повышение давления воды гидроаккумулятором
Гидроаккумулятор — поддерживает равномерное давление в системе водоснабжения частного дома, потому что имеет две камеры: в первой — внешней — находится сжатый воздух, вторая — резиновый резервуар для воды из водопровода.
С прибором устанавливается реле и предохранительные клапаны для регулирования показателей. Можно задать параметры и не беспокоится о давлении воды в водопроводе, система срабатывает автоматически.
Гидроаккумуляторы выпускают различных размеров и видов. По назначению выделяют 3 типа установок:
- для холодной воды;
- для горячей воды;
- для системы отопления.
По типу размещения гидроаккумуляторы бывают горизонтальными и вертикальными. Для прибора большого размера нужно найти просторное место для установки с надёжным основанием. Оно должно быть прочным и поглощать вибрации.
Для проверки и обслуживания место монтажа должно быть с удобным подходом.
к содержанию ↑Замена старой тройниковой разводки на коллекторную (лучевую)
Стабилизировать давление без дополнительного оборудования можно только заменой разводки труб с тройниковой на коллекторную (лучевую). Стоит она дороже обычной, поскольку к каждому сантехническому прибору идёт по две трубы, которые нужно спрятать. Но зато напор воды в водопроводе станет равномерным и сбалансированным.
Коллектор — это распределитель воды на каждый кран по узлам. В системе водоснабжения загородного коттеджа устанавливают два таких распределителя: на холодную и горячую воду, от которых далее провести всю разводку.
Перед заменой старого водопровода нужно посчитать все точки потребления: количество кранов, унитазов, стиральных и посудомоечных машин. После этого составляют схему разводки и монтируют трубы.
Следующая