(Ne ijedjen meg az Olvasó: nem áll szándékomban tudományos igényű magyarázkodásba kezdeni, csak az alapgondolatokat szeretném ecsetelni néhány tőmondatban.)

Csőhálózatok hidraulikai és hőtechnikai méretezése

Megállapítható, hogy az épületgépészet bármely szakágának rendszereiben (pl. vízhálózat, gázellátás, fűtés-hűtés rendszer, légtechnikai rendszer) jól elhatárolható 3 funkció:

1., "forrás" (pl. közmű, kazán)
2., szállító hálózat (csővezeték)
3., fogyasztó (pl. mosdó, radiátor)

(A csatornahálózatnál ugyan sántít a dolog: ott minden fordított irányú, de az elv ugyanaz.)

Kiindulásnak tételezzünk fel egy tervezés alatt álló lakóépületet. A munkát (nevezzük méretezésnek) mifelénk a végéről szokták kezdeni: első feladat meghatározni a fogyasztói igényt.
Könnyen belátható, hogy:

Az épületgépészeti berendezések alapegyenlete:
fogyasztói igény = szállítási igény = forrás igény

	Fogyasztói igény alapja	Felhasználás típusa
Vízellátás	csapolók egyidejű vízigénye	közvetlen
Használati melegvíz	*csapolók vízigénye	közvetlen
Csatornázás	csapolók vízfogyasztása+összegyűjtött csapadékvizek	közvetlen
Fűtés	az épület téli fűtési hővesztesége, valamint az egyéb fűtési hőszükségletek (pl. légtechnikáé)	közvetett
Gázellátás	az épület hőellátásához szükséges gázigény (fűtés, melegvízkészítés, légtechnika fűtési igénye)	közvetlen
Hűtés	az épület nyári hűtési hőterhelése; légkezelők hűtés ellátása	közvetett
Légtechnika	szellőző légmennyiség (pl. személyenként szükséges, vagy elszívó szellőzés miatt pótolni szükséges légmennyiség)	közvetlen/közvetett

*A legkorszerűbb, központosított rendszerű használati melegvíztermelés tároló (puffer) közbeiktatásával történik: így a méretezés alapja nem pillanatnyi fogyasztás, a méretezéshez a fogyasztás időbeli lefolyását is figyelembe vesszük.

A szállított közeg felhasználásának típusától függően kétféle szerepet kell megkülönböztetnünk:
- közvetlen felhasználás (pl. vízellátás, csatornázás, gázellátás esetében: a cél magának a közegnek az eljuttatása)
- közvetett felhasználás (pl. fűtés/hűtés rendszerekben a közeget (ami leggyakrabban víz) csak hőhordozóként használjuk)

A légtechnikai rendszereknél mindkét felhasználási mód szóba jöhet, mint pl. szellőzés+légfűtés. Fontos azonban megjegyezni, hogy a levegővel való fűtés-hűtés - a közhiedelemmel ellentétben - komfortérzet szempontjából nem előnyös, emiatt ezek egyre inkább került megoldások.
Mivel a szabadból beszívott "friss" levegő kezelése, azaz fűtése, hűtése, különösen páratartalom szabályozása, de még a szállítása is (a ventilátorok elektromos energiaigénye, a légcsatornák nagy keresztmetszete okán) megletősen költséges, ezért az épületek kezelt levegő igényét lehetőség szerinti minimális értéken számoljuk (pl. 25m3/h/fő "fejadaggal"). Bár az elhasznált levegőből hővisszanyerő berendezés alkalmazása révén az energia jó hatásfokkal visszanyerhető (új építésnél kötelező), ez viszonylag drága, és emiatt nehezen megtérülő beruházás, ami akár az épület építészeti kialakítását is befolyásolhatja.
Komfort hűtéseknél az alapelv, hogy a hőleadó készülék (hűtőközeges berendezésnél klíma beltéri egységről-, vizes berendezésnél fan-coil-ról, esetleg termoventilátorról beszélünk) a helyiség belső légtartalmát keringtetve hűt. Sajnos a levegő fizikai tulajdonságai okán minden esetben magas légmennyiség szükséges, emiatt is sok a panasz a klímaberendezések huzatosságára vonatkozóan. (Ugyanez visszafelé is igaz: csekély légmennyiséggel hűteni nen lehetséges.) A legkorszerűbb megoldás a (mennyezet és/vagy oldalfal) felülethűtés, amely a kondenzáció elkerülése okán magasabb hőmérsékletű hűtőközeget igényel (a fan-coiloknál tipikusan alkalmazott 7°C előremenő hőmérséklet helyett 18°C körülit), emiatt azonban relatíve jóval nagyobb hőleadó felületre van szükség.

Visszatérve az alapegyenletüknhöz, célunk, hogy a meghatározott igényt az 1., pontban jelölt "forrás"-tól a csővezetéken át eljuttassuk a fogyasztóig. Ehhez olyan műszaki paraméterű (itt elsősorban az áramlási keresztmetszetre kell gondolni) csőhálózatra van szükség, amely az eljuttatni kívánt közeget már képes biztonsággal elszállítani, de méretei még a gazdaságosság határain belül maradnak. A "szállítás" nyomáskülönbség hatására jön létre: a nagyobb nyomású helyről a közeg a kisebb nyomású felé áramlik. A nyomáskülönbség létrehozásának eszközei a szivattyúk és a ventilátorok.

A fogyasztás típusától függően itt ketté kell választanunk a problémát:

- közvetlen fogyasztás esetén a probléma tisztán hidraulikai
- közvetett fogyasztás esetén hidraulikai és hőtechnikai probléma.

A csőhálózat hidraulikai méretezése (= átfolyási keresztmetszetének meghatározása) a szállítandó közeg mennyisége alapján történik (leggyakrabban m3/h egységben).
A csőhálózatnak az áramló közeggel szemben ellenállása van, és ez a hidraulikai ellenállás a sebesség egységnyi növekedése mellett négyzetesen arányosan nő! Könnyen belátható, hogy ugyanaz a közegmennyiség kisebb keresztmetszeten csak jóval nagyobb sebesség (és az ezzel négyzetesen arányos ellenállás) mellett vihető át.
A hidraulikai méretezés során megállapítjuk a csőhálózat méreteit úgy, hogy a rendelkezésre álló (víz- vagy gázközmű esetén), vagy a szivattyúval/ventilátorral létrehozott (fűtés-hűtés, légtechnika esetén) nyomáskülönbség mellett a megfelelő közegáramlás kialakuljon. Ennek alapfeltétele, hogy a csővezeték hidraulikai ellenállása kisebb legyen a rendelkezésre álló nyomáskülönbségnél.
Vízhálózatoknál amennyiben szükséges, szivattyús nyomásfokozó is alkalmazható.

Az épületen belüli csatornahálózatok rendszerint gravitációs lefolyásúak: a méretezés itt az adott csővezeték lejtésének és keresztmetszetének megfelelő elvezető kapacitás alapján történik.

Némiképp eltérő a helyzet csőhálózat hőtechnikai méretezése esetében.
Mivel itt a célba juttatni kívánt közegnek csak hőhordozó szerepe van, ezért a "fogyasztói igényt" a hőhordozó közeg hőszállító képessége alapján lehet meghatározni (leggyakrabban m3/h egységben).
Ennek meghatározása után a csőhálózat hidraulikai méretezése a fent leírtak alapján történik.

A közeg szállításához szükséges nyomást a hűtés/fűtés rendszereknél szivattyú, a légtechnikai rendszereknél ventilátor biztosítja. Ezeket úgy választjuk ki, hogy képesek legyenek az adott csőhálózat hidraulikai veszteségének legyőzésére.

Az épületgépészeti berendezések alapegyenlete:
fogyasztói igény = szállítási igény = forrás igény

Könnyen belátható, hogy az épületgépészeti rendszerek köztudatban lévő "korlátlan bővíthetősége" miért nem igaz: ha növelem a fogyasztói igényt, növekszik a forrás igény is.
A legnagyobb probléma azonban maga a csőhálózat, amelynek a hidraulikáját újra át kell gondolni: és mindezt legtöbbször a meglévő (neadj'isten eleve rosszul működő) rendszer dokumentációjának tökéletes hiányában...

Csőhálózatok hidraulikai beszabályozása

Szomorú dolog, de ezt a problémát még szakmabeliek is hajlamosak elhanyagolni: pedig hiába "tökéletesek" a csőméretek, ha a közeg ennek ellenére nem hajlandó arra és olyan mennyiségben áramlani, amerre terveztük.
A probléma kiinduló oka, hogy csővezetéket - nyilvánvaló okokból - csak bizonyos méretskála szerint gyártanak, és így a tervező a pontosan kiszámított csőátmérőhöz eső nagyobb gyártott méretet kénytelen választani (lásd példának az alábbi csőtáblázatot).

Acélcső					Rézcső
DN [mm]	DN [zoll]*	Dk [mm]	s [mm]	Db [mm]	DN [mm]	Dk [mm]	s [mm]	Db [mm]
-	-	-	-	-	6*1	6	1	4
-	-	-	-	-	8*1	8	1	6
-	-	-	-	-	10*1	10	1	8
-	-	-	-	-	12*1	12	1	10
-	-	-	-	-	15*1	15	1	13
15	1/2"	21,3	2,6	16,1	18*1	18	1	16
20	3/4"	25	2,6	19,8	22*1	22	1	20
25	1"	30	2,6	24,8	28*1,5	28	1,5	25
32	5/4"	38	2,6	32,8	35*1,5	35	1,5	32
40	6/4"	44,5	2,6	39,3	42*1,5	42	1,5	39
50	2"	57	2,9	51,2	54*2	54	2	50
-	-	-	-	-	64*2	64	2	60
65	2,5"	76,1	2,9	70,3	76,1*2	76	2	72
80	3"	88,9	3,2	82,5	88,9*2	88,9	2	84,9
100	4"	108	3,6	100,8	108*2,5	108	2,5	103
125	5"	133	4	125	133*3	133	3	127
150	6"	159	4,5	150	159*3	159	3	153
200	8"	219,1	6,3	206,5	219*3	219	3	213
250	-	273	6,3	260,4	267*3	267	3	261
300	-	323,9	7,1	309,7

(DN = névleges átmérő; Dk = külső átmérő; s = falvastagság; Db = belső átmérő)
(* A táblázat az úgynevezett "sima végű", hegeszthető acélcsövek méreteit tartalmazza: a zoll-os méretskála szerinti acélcsövek a menetvágás igénye miatt nagyobb falvastagsággal készülnek)

(Itt egy kicsit "szájbarágós", de szemléletes példa következik.)

Az "effektus" modellezéséhez képzeljünk magunk elé egy furulyát. Ha befogjuk az egyik végét, a másik végébe pedig belefújunk, tapasztalhatjuk, hogy a levegő leginkább ott akar kijönni, ahol kisebb ellenállásba ütközik: vagyis mindjárt a fújás helyéhez legközelebb eső lyukon.
Ha azt akarjuk, hogy a levegő eljusson a második lyukig is, legegyszerűbb, ha lefojtom az első lyukat. Ha ugyanezt a harmadik lyukkal akarom, akkor már az első kettőt kell lefojtani, stb., stb.
A csőhálózatoknál is ez a helyzet, azzal a különbséggel, hogy itt pontosan kiszámolt mennyiségeket kell beállítanunk az egyes "lyukakon" (=ágvezetékeken). Belátható, hogy az adott példánál maradva ha lefojtunk egy lyukat, az összes többi lyukon ezután már több levegő akar kijutni: azaz minden egyes beavatkozás a rendszer egészére kihatással van.
Maradva a furulyás analógiánál, az épületgépészeti rendszereknél emiatt egy ehhez hasonló halyzetben az alábbiak szerint járunk el:

- kezdetben minden "lyukat" (beszabályzó szelepet) teljesen nyitva hagyunk
- fontos meggyőződnünk róla, hogy a csőhálózatba az előirányzott mennyiségű levegő jut: ha szükséges, állítunk a ventilátor/szivattyú fordulatszámán
- beállítjuk az első "lyukon" (ágvezetéki strangszabályzó szelepen) a kívánt átfolyó közegmennyiséget
- beállítjuk a második, majd a harmadik stb. lyukon a kívánt légmennyiséget
- ha a végére értünk, akkor visszamegyünk az első lyukhoz. A fentiek szellemében itt most a kívántnál nagyobb légmennyiség fog átmenni, emiatt a kívánt légmennyiség eléréséhez kismértékben megintcsak fojtanunk kell
- fojtsuk meg a második, majd a harmadik stb. lyukat is - ...

A módszert matematikában "iterációnak" nevezik: a beszabályozás annál pontosabb lesz, minél többször "megyünk végig" az összes lyukon. Egyetlen fontos kitétel, hogy a módszer alkalmazásakor kizárólag fojtani szabad: ha nyitást is teszünk, akkor előbb-utóbb belezavarodunk a beszabályozásba!

Az épületgépészeti gyakorlatban víz- vagy fagyálló keverék közeget alkalmazó fűtési/hűtési rendszerek hidraulikai beszabályozásra alkalmazott legkorszerűbb eszközök az olyan strangszabályzó szelepek, amelyek műszeres mérés céljára mérőcsonkokat tartalmaznak (mint pl. Tour Andersson/STAD, Danfoss/LENO, Oventrop/Hydrocontrol, vagy Herz/Strömax)