3 Méthodes de calcul
3.1 Principes généraux
La vitesse à prendre en considération pour le calcul des diamètres selon la méthode générale est de 2 m/s pour les canalisations en sous-sol, vides sanitaires ou locaux techniques et de 1,5 m/s pour les colonnes montantes.
Les tableaux de la méthode simplifiée tiennent compte d'une vitesse de 2 m/s.
La vitesse résultante des calculs doit être inférieure à 2 m/s majorée de 10 %.
La pression statique doit être à inférieure à 4 bar au point de puisage. Des réducteurs de pression sont à prévoir le cas échéant.
Pour les immeubles collectifs d'habitation, l'installation doit être conçue pour obtenir à l'entrée de chacun des logements, dans le collectif, une pression minimale de 1 bar.
Certains équipements requièrent une pression minimale d'alimentation : se reporter aux préconisations du fabricant.
Certains équipements tels que les chaudières individuelles gaz pour la production d'ECS ou les mitigeurs thermostatiques nécessitent des pressions d'alimentation supérieures aux exigences minimales du code de la santé publique.
L'Article R 1321-58 du Code de la Santé Publique précise que la hauteur piézométrique de l'eau distribuée par les réseaux intérieurs mentionnés au 3º de l'Article R. 1321-43 doit, pour chaque réseau et en tout point de mise à disposition, être au moins égale à trois mètres, à l'heure de pointe de consommation. Lorsque les réseaux desservent des immeubles de plus de six étages, des surpresseurs et des réservoirs de mise sous pression, conformes aux dispositions de l'Article R. 1321-55, peuvent être mis en oeuvre.
Pour les productions d'eau chaude individuelle, en cas d'utilisation de réducteur de pression, celui-ci est installé sur l'arrivée générale d'eau froide du logement
Pour les productions d'eau chaude collective, en cas d'utilisation de réducteurs de pression ou de surpresseurs, les pressions d'eau chaude et d'eau froide doivent être sensiblement égales aux différents points de puisage.
L'application de la méthode générale aux installations équipant les établissements de santé, les hôtels, les écoles, les internats, les stades, les casernes, les gymnases, etc. n'est pas visée par le présent document en raison des spécificités de ces ouvrages (voir aussi au 3.2.2).
3.2 Méthode générale
Cette méthode concerne les réseaux d'eau froide et d'eau chaude sanitaire.
3.2.1 Débits
3.2.1.1 Généralités
Les diamètres des tuyauteries d'alimentation sont choisis en fonction du débit qu'elles ont à assurer aux différents points d'utilisation, de leur longueur, de la hauteur de distribution et de la pression minimale au sol dont on dispose.
Le Tableau 1 indique les débits minimaux (en l/s) à prendre en considération pour le calcul des installations d'alimentation ainsi que les diamètres intérieurs minimum (en mm) des canalisations d'alimentation des appareils pris individuellement.
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_1.png)
Tableau 1 Débits minimaux et diamètres intérieurs minimum des canalisations
Les documents particuliers du marché peuvent mentionner des valeurs différentes en particulier pour les lavabos.
Le débit de calcul n'est pas le débit d'usage lequel est proportionnel à la pression réelle disponible.
Les débits indiqués sont valables à la sortie d'un robinet d'eau froide, d'eau chaude ou d'un mitigeur.
Lorsque la production d'eau chaude est individuelle, ces débits servent de base au calcul des diamètres des canalisations d'eau froide à usage collectif et des canalisations intérieures jusqu'au piquage alimentant l'appareil de production d'eau chaude.
3.2.1.2 Installations individuelles
Chaque appareil individuel est affecté d'un coefficient suivant le Tableau 2. La somme des coefficients permet avec le graphique de la Figure 1 de déterminer le diamètre minimal d'alimentation du groupe d'appareils, à partir de deux appareils.
Lorsque le total des coefficients est supérieur à 15, il y a lieu de calculer, comme pour les parties collectives, selon les dispositions du 3.2.1.3.
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_2.png)
Tableau 2 Coefficients pour les appareils individuels
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/fig_AESP_1_1.png)
Figure 1 Diamètre intérieur minimal d'alimentation en fonction du nombre d'appareils – Installations individuelles
3.2.1.3 Installations collectives
Pour toute installation collective ou pour une installation individuelle pour laquelle le total des coefficients définis au 3.2.1.2 est supérieur à 15, il est nécessaire de calculer ces diamètres selon la formule de Colebrook.
Pertes de charge des canalisations
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_1.png)
Avec Λ donné par la formule de Colebrook :  : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_2.png)
Re = nombre de Reynolds
ε = indice de rugosité des parois en m
En prenant comme hypothèse une rugosité de 0,0001 m indépendante du matériau de la canalisation pour prendre en compte les dépôts se formant sur la paroi après quelques mois d'utilisation, la perte de charge par mètre de canalisation peut être approchée par les formules suivantes :
Pour les canalisations d'eau froide :  : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_3.png)
Pour les canalisations d'eau chaude :  : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_4.png)
j en Pa/m
D en m
V en m/s
Si l'on exprime D en mm et J en mCE/m, ces équations deviennent :
Pour l'eau froide
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_5.png)
Pour l'eau chaude
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_6.png)
Les abaques des Figures 2 et 3 permettent de déterminer graphiquement ces valeurs.
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/fig_AESP_1_2.png)
Figure 2 Abaque pour le calcul des conduites d'eau froide
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/fig_AESP_1_3.png)
Figure 3 Abaque pour le calcul des conduites d'eau chaude
3.2.2 Hypothèses de simultanéité pour le calcul des débits d'alimentation des parties collectives
Les hypothèses de simultanéité indiquées ci-après sont faites pour le calcul des débits d'alimentation :
appareils autres que robinets de chasse : le débit servant de base au calcul du diamètre d'une canalisation est obtenu en multipliant la somme des débits des appareils (indiqués au Tableau 1) par un coefficient donné par le graphique et la formule ci-dessous, en fonction du nombre d'appareils. Toutefois, lorsqu'il est prévu une alimentation pour une ou plusieurs machines à laver, il n'est pris en compte qu'une seule de ces machines dans le calcul de la somme des débits des appareils ;
-
robinets de chasse : les robinets de chasse, ne fonctionnant que pendant quelques secondes, ne sont pas comptabilisés dans le calcul au même titre que les autres appareils. Il y a lieu de considérer pour ces robinets de chasse :
pour 3 robinets installés : 1 seul robinet en fonctionnement ;
pour 4 à 12 robinets installés : 2 robinets en fonctionnement ;
pour 13 à 24 robinets installés : 3 robinets en fonctionnement ;
pour 25 à 50 robinets installés : 4 robinets en fonctionnement ;
pour plus de 50 robinets installés : 5 robinets en fonctionnement.
Le débit ainsi obtenu pour les robinets de chasse est à ajouter à la somme des débits obtenus pour les autres appareils après application du coefficient de simultanéité selon la courbe de la Figure 4 :  : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/fig_AESP_1_4.png)
Figure 4 Coefficient de simultanéité en fonction du nombre d'appareils installés — Parties collectives
Cette courbe correspond à la formule :  : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/for_AESP_1_7.png)
Cette formule est valable pour x > 5.
Pour x ≤ 5, se reporter au 3.2.1.2
Cette formule reste valable pour x > 150.
Dans le cas des écoles, internats, stades, gymnases, casernes, il faut considérer que tous les lavabos ou douches peuvent fonctionner simultanément, sauf si l'installation est équipée de robinets à fermeture temporisée.
Dans le cas des hôpitaux, maisons de retraite et foyers de personnes âgées et bureaux, le coefficient de simultanéité indiqué figure 4 n'est pas affecté d'un facteur particulier.
Pour une chambre d'hôpital, seul le débit de l'appareil le plus demandeur (généralement la douche) est à prendre en compte pour l'eau chaude. Pour l'eau froide, il faut cumuler le débit de l'appareil le plus demandeur avec le débit de remplissage du réservoir WC.
Il peut être admis que les débits prévus pour les points de puisage à usage ponctuel ne soient pas pris en compte dans les calculs.
Dans le cas d'une utilisation de robinetteries type hydro-économes et de la prise en compte du débit d'eau chaude nécessaire à la fourniture de l'eau mitigée, les débits d'eau chaude et les diamètres des tubes pourront être optimisés. Une note de calcul justifiera la faisabilité.
3.3 Méthode simplifiée
3.3.1 Description
La méthode simplifiée n'est utilisable que pour des installations répondant aux critères suivants :
les débits de puisage sont inférieurs à ceux définis au Tableau 1 ;
l'utilisation de l'eau n'est pas continue. Une utilisation est dite continue lorsqu'elle dure plus de 15 min.
Cette méthode est reprise de la norme NF EN 806-3 et appliquée aux dimensions des tubes utilisés en France. Les tableaux de la norme NF EN 806-3 ont été modifiés pour tenir compte d'une vitesse de 2 m/s au lieu de 4 m/s.
Les diamètres des tuyauteries d'alimentation sont choisis en fonction du débit qu'elles ont à assurer aux différents points d'utilisation, de leur longueur, de la hauteur de distribution et de la pression minimale au sol dont on dispose.
Il convient de calculer la pression en point haut de l'installation. La différence entre la pression statique au point de puisage le plus bas et la pression d'écoulement au point de puisage dans les conditions hydrauliques les plus défavorables, diminuée des pertes de charge (résultant du frottement contre les parois et des pertes de charge singulières) donne la hauteur qu'il est possible d'alimenter avec la même pression.
La méthode de calcul est basée sur l'utilisation d'unités de charge (Lu) qui est un facteur prenant en compte le débit requis pour un appareil, la durée d'utilisation de cet appareil et sa fréquence d'utilisation.
Le Tableau 3 indique pour chaque type d'appareil la valeur de Lu.
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_3.png)
Tableau 3 Valeurs de Lu
Pour les appareils à usage non domestique, rechercher l'information auprès du fabricant.
Selon la norme NF EN 806-3, une unité de charge (LU) équivaut à un débit de puisage de 0,1 l/s.
3.3.2 Application
Les unités de charge doivent être déterminées pour chaque section de l'installation en partant du dernier point de puisage. Les unités de charge s'ajoutent. La probabilité de demandes simultanées a été prise en compte dans les tableaux 4 à 11. Le dimensionnement est déterminé à partir des Tableaux 4 à 11 en fonction du matériau choisi par le concepteur.
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_4.png)
Tableau 4 Cuivre
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_5.png)
Tableau 5 Acier inoxydable
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_6.png)
Tableau 6 PVC-C série 6,3
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_7.png)
Tableau 7 PVC-C série 4
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_8.png)
Tableau 8 PEX – PB série 5
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_9.png)
Tableau 9 PPR série 2,5
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_10.png)
Tableau 10 Multicouches
 : Règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et d'eaux pluviales/NF DTU 60.11 P1-1 (août 2013)/image/tab_AESP_1_11.png)
Tableau 11 Acier galvanisé à chaud
Pour les matériaux non mentionnés dans les tableaux, sélectionner le tableau contenant le matériau le plus proche, et dans ce tableau choisir la colonne dont le diamètre intérieur se rapproche le plus du diamètre intérieur du matériau en question.