Центральной системе водопровода основные характеристики. Централизованное водоснабжение. Также в этом разделе

Децентрализованные системы водоснабжения (рис. 1) состоят из индивидуальных водозаборных сооружений (колодцев, капотажных камер, родников, скважин), наружных (если водозабор находится вне жилого дома) и внутренних трубопроводов, санитарно-технических приборов и арматуры, водонапорного или гидропневматического бака. Возможно устройство общего водозаборного сооружения для 2–3 соседних домов. Участок для устройства водозабора следует выбирать на незагрязненном месте, выше по направлению потока подземных вод. Водозаборы должны быть удалены от возможных источников загрязнений (уборных, выгребных ям, скотных дворов, свалок, мест захоронения и т. п.) на расстояние не менее 50 м. Водозаборы следует размещать на сухом повышенном участке земли.

При выборе любого из этих источников нужно выяснить, какой максимальный объем воды можно из него получить. Например, дебет артезианской скважины не ограничивает расход воды, сдерживать потребление способна лишь производительность насоса. Если насос очень производителен, а потребителей (кранов) включено мало, может возникнуть настолько высокое давление в трубах, что наиболее узкие места соединений станут пропускать воду - подтекать. По этой причине максимально допустимый напор в водопроводе, согласно СНиП, не должен превышать 60 метров водяного столба, а давление, соответственно, 6 бар.

Скважины.

Для водозабора существуют два типа скважин: фильтровые (например, в регионе Московской области глубиной до 35 м - «скважины на песок») и глубокие (до 100 м и более - «скважины на известняк»), которые чаще называют артезианскими.

Фильтровые (песчаные) скважины бурятся на ближайший водоносный горизонт, залегающий в песчаных грунтах, и глубина их составляет обычно 20–30 м. Скважина состоит из обсадной колонны из труб диаметром 127–133 мм и галунного плетения сетчатого фильтра. Дебит таких скважин составляет до 1 м³/час. Бурение на воду производится достаточно быстро - в течение одного-двух рабочих дней. Однако эти скважины имеют тенденцию к заиливанию, срок эксплуатации таких скважин напрямую зависит от мощности водоносного горизонта и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит (до 15 и более лет).

Глубокие скважины «на известняк» (рис. 2) бурятся до водоносного слоя, залегающего в известняке на глубинах 20-130 м, и отличаются не только своей глубиной и производительностью (до 100 м³/час), но и сложностью бурения. Такие скважины бурятся обычно большего диаметра (159-324 мм) и большей глубины, чем «скважины на песок». Этим обусловлено и большое количество обсадных колонн. Продолжительность работ увеличивается до 4-х и более дней в зависимости от породы и глубины скважины. Цена бурения скважин на известняк выше, но и срок службы этих скважин значительно дольше - 50 и более лет, так как фильтром в таких скважинах является сама порода (известняк) и заиливания не происходит.

Рис. 2. Схема установки скважинного насоса и графического расчета напора

Для бурения скважин используются специальные установки. В готовую скважину опускают чаще всего стальные обсадные толстостенные трубы, в них погружают глубинный (погружной) насос диаметром 3–4 дюйма. От насоса выходит на поверхность и вводится в дом напорный трубопровод. Для исключения возможного промерзания оголовка и просачивания поверхностных вод в скважину ее окружают заглубляемой подземной камерой (защитным колодцем - кессоном). Дно камеры заливают бетоном или выполняют из стального листа не тоньше 5 мм. При этом колодец располагают на такой глубине, чтобы водопроводные трубы проходили ниже промерзшего грунта, а верхняя часть обсадной трубы выступала над дном как кессона минимум на 0,5 м. Стальную обсадную трубу пропускают через манжету (резиновую, гидростеклоизольную), вставленную в отверстие в бетонном дне, или приваривают по окружности отверстия в стальном дне. Стенки камеры (имеющие форму прямоугольника или окружности) изготавливают из бетонных колец, кирпича или стального листа. В последнем случае нет необходимости в дополнительной гидроизоляции, поскольку лист просто приваривают к стальному дну.

Расположение скважины, разрабатываемой вручную, или шахтного колодца определяется залеганием подземных вод. А вот артезианскую скважину бурят в наиболее удобном месте. Ее располагают так, чтобы: во-первых, общая длина труб водопровода была минимальной, во-вторых, скважина не находилась на пересечении наиболее часто используемых маршрутов передвижения и, в-третьих, подземная камера при неровной поверхности участка не оказалась в низине (для исключения скапливания вокруг нее дождевой и талой воды). Работы по устройству скважины нужно начинать с получения исчерпывающей информации от специалистов о гидрогеологических условиях на данном участке. Гидрогеологи обычно отвечают: «вопрос не в том есть ли на участке вода, вода есть практически везде, вопрос, на какой она глубине».

Колодцы.

Дебет воды в колодцах бывает разным. Например, в деревнях можно наблюдать, что жители используют для питьевых нужд всего два-три колодца, а воду из остальных колодцев применяют только для полива. Как правило, мелкие колодцы отличаются низким дебетом, а вода в них малопригодна для питья. В этих колодцах скапливается дождевая вода - верховодка. Если опустить в него насос, то он быстро выкачает из колодца всю воду, после чего нужно ждать несколько часов, пока колодец вновь наполнится. Глубокие колодцы доходят до водоносного слоя грунтовой воды, их в деревнях иногда называют «бездонными». На самом деле дно в таких колодцах конечно же есть и высота водяного столба у них примерно такая же, как и в мелких колодцах, но дебет воды в них значительно выше. Воду из глубоких колодцев с питьевой водой черпают все жители округи, а она не убывает. Если опустить насос в такой колодец, то воды в нем хватит для обеспечения потребности одного или нескольких домов. Мощный насос конечно может высосать воду из такого колодца, но она быстро восстанавливает свой горизонт.

Без определенного опыта найти место, где можно расположить глубокий колодец, крайне затруднительно. Раньше место для колодца искали с помощью «лозы» или проволочной рамки, этим кстати и обусловлено наличие в деревнях большого количества колодцев с «плохой» водой, использующейся только для хозяйственных нужд и поливов. Сейчас для поисков воды лучше воспользоваться услугами гидрогеологов бурящих скважины «на воду».

Рис. 3. Разрушение дома

Также необходимо учесть, что делая неглубокий колодец вблизи дома, вы нарушаете естественные пути миграции подземных вод. По сути, вы перенаправляете подземные ручейки в искусственно созданную яму. При неблагоприятных условиях может произойти вымывание грунта (перенос частичек грунта вместе с водой) из-под подошвы фундамента дома и, как следствие, оседание фундамента и появление на нем трещин, вплоть до разрушения стен (рис. 3). Поэтому колодцы лучше рыть на удалении (до 20 м) от здания или отдать предпочтение глубоким, не собирающим верховодку, трубчатым колодцам - скважинам.

Слева от дома, буквально в трех метрах, был вырыт колодец «на верховодку» для полива огорода. Колодец сделали ниже по течению верховодки, и он собирал воду сверху, практически из-под дома. По истечении нескольких лет появились трещины в стенах, а через 18 лет угол у дома отвалился, хотя до этого дом простоял примерно 70 лет. Хозяйка не связывала появление трещин с колодцем, поэтому ни каких эффективных мер (засыпки колодца) предпринято не было. Да и некому было подсказать и принять меры… что могла сделать старушка, проживавшая в этом доме… деревни вымирают…

Деревянный колодец (рис. 54). Начинают строительство с рубки сруба, затем делают разметку шахты и глиняного замка. Для сруба выбирают бревна диаметром 18–22 см или пластины (колотые вдоль бревна) толщиной 14–20 см. Для нижней части сруба используют: иву, ольху, березу. Для надводной части - дуб или сосну.

Срубы делают «в лапу» и «в угол» («вполдерева»). В процессе сборки сруба отвесом проверяется вертикальность. Деревянный сруб состоит из отдельных венцов. Число венцов зависит от глубины колодца и толщины применяемого материала. Щели между венцами не конопатят, так как конопатка быстро загнивает и портит качество воды. Когда на поверхности земли сработана часть сруба, вынимают грунт на глубину 1,5–2 метра и опускают туда собранный сруб.

Устанавливают ворот или треногу с полиспастом для поднятия грунта из разрабатываемого колодца и опускания (поднятия) рабочих. Затем саперной лопаткой изнутри сруба начинают выбирать грунт: сначала под центральной частью бревен сруба, чтобы подвести под стенки временные опоры из обрезков бревен, потом, когда опоры подведены, начинают вынимать грунт из-под углов сруба и из центра шахты таким образом, чтобы в центре образовывалась яма, в которую будет выдавливаться грунт и стекать вода. Когда грунт из-под углов выбран, временные подпоры, стоящие под центрами стен сруба, выбивают и сруб оседает. Одновременно на верху собирают требуемую высоту сруба колодца. Чтобы при осадке сруба не было перекоса и разрыва стенок колодца, его временно сшивают досками по внутренней поверхности стен, прибивая гвоздями каждый венец. Если сруб при осадке застрял в шахте и не опускается, его осаживают ударами кувалды по верхнему венцу через деревянную прокладку.

Если сруб застрял намертво, то углубление колодца и сборку сруба продолжают снизу: грунт подрывают на одно бревно венца и подводят бревно снизу, затем по кругу последовательно подводят другие бревна венца.

Если водоносный слой обильный, то завести нижнюю подводную часть сруба трудно. В таком случае сруб укрепляют залогами, а в колодец опускают коробку, сбитую из толстых досок, и продолжают выемку грунта, заглубляя коробку, насколько это возможно. Залоги - это бревна венцов длиннее обычных на 50–70 см, они выступают из стен сруба и входят в грунтовые стены шахты. В стенах шахты под залоги роются ниши, называемые печурами.

Дно шахты выравнивают и насыпают крупный песок, щебенку, мелкую гальку слоем 20–25 см, чтобы вода не взмучивалась при пользовании колодцем. Чтобы в колодец не попадала талая и дождевая вода, вокруг него делают водоупорный замок из утрамбованной мятой глины шириной и глубиной до 1 метра.

Ежедневно перед спуском рабочих в колодец, проверяют загазованность ямы. Загнивающие в грунте остатки растений и других органических веществ выделяют метан. Этот газ тяжелее воздуха, за ночь он опускается на дно колодца. Метан, это горючий и взрывоопасный газ, к тому же вызывающий удушье и потерю сознания. В старину прежде чем спускаться в колодец, в него бросали пучок зажженной соломы. При сбросе пучка в колодец нужно сразу же от него отойти, вдруг там скопилось много газа, можно получить ожог от взрыва. И в дальнейшем, возможно, работать в противогазе.

Бетонные колодцы (рис. 5) - практичны, долговечны, просты в строительстве. Монтируют шахтные колодцы из бетонных и железобетонных колец с замком, диаметром от 1 до 1,5 м. Для неглубоких колодцев от 4 до 6 м используются бетонные трубы диаметром 60–70 см длиной 3–4 м. Колодцы из бетонных колец для предотвращения завалов шахты чаще всего делают опускным способом с постепенным наращиванием. Равномерно подрывая грунт по периметру кольца, его опускают на всю высоту, затем на первое кольцо сверху ставят следующее кольцо и подрывают грунт дальше и повторяют этот процесс до тех пор, пока не дойдут до водоносного слоя. В водоносном слое грунт выбирают на максимальную глубину, насколько это возможно. Чтобы проследить равномерность опускания кольца, их проверяют отвесом и уровнем, установленным по верху кольца. Дно колодца, откуда и будет поступать вода, засыпают по аналогии с деревянным колодцем - песком, щебнем или галькой.

При залегании водоносных пород на глубине порядка 20 метров целесообразнее устраивать трубчатые колодцы путем бурения с последовательным опусканием в пробуренную скважину стальных труб. Такие колодцы могут проходить несколько водоносных горизонтов, пока не достигнут горизонта с хорошей питьевой водой. Для трубчатых колодцев (рис. 6) нужны обсадные трубы и буровой инструмент. Строительство таких колодцев требует меньших затрат времени, но дебет воды в них ниже и срок службы меньше.

Строительство трубчатых колодцев начинается с подбора диаметра бура. В пробуренную скважину должны быть установлены обсадная и всасывающая трубы с фильтром или погружной насос. Диаметр бура должен быть равен или чуть больше внешнего диаметра обсадной трубы, а внутренний диаметр обсадной трубы должен позволять опустить в нее погружной насос или всасывающую трубу с фильтром.

При разработке скважины бур погружают в землю и затем вытягивают его, освобождая от грунта. Как только глубина скважины оказывается равной длине трубы с буром, ее удлиняют наращиванием следующей трубы. При вытягивании бура дополнительные трубы снимают, а затем при последующем бурении присоединяют вновь. Таким образом, можно пробурить скважину довольно большой глубины. Однако чем больше труб применяется для удлинения бура, тем тяжелее он становится. Для вытягивания длинного бура над скважиной сооружают приспособление из трех бревен с подвешенным к ним блоком, через который перекидывают тросик или крепкую веревку. Трос присоединяют к лебедке или к самодельному вороту. Механические бурильные установки, которые применяют гидрогеологи, устроены примерно по такой же схеме, с единственной разницей, что все работы выполняются без применения физической силы. Если трубчатый колодец будет выполняться механическим буром, то он будет изготовлен за одну, максимум две рабочих смены. В пробуренные колодцы последовательно погружаются обсадные трубы.

В скважинах трубчатых колодцев в зависимости от их глубины могут быть установлены: ручные насосы, поверхностные насосы с опущенной в колодец всасывающей трубой с фильтром или погружные (скважинные) насосы.

Для фильтрования воды, поступающей к трубе насоса, применяют фильтры. Фильтр устанавливается в водоприемной части трубчатого колодца, а его диаметр должен быть таким, чтобы он мог легко и свободно опускаться в обсадную трубу. Наибольшей популярностью пользуются фильтры: с проволочной обмоткой - стальная перфорированная труба с круглыми отверстиями (диаметром 10–20 мм), просверленными в шахматном порядке, обматывается латунной проволокой; сетчатый - перфорированная труба с опорной латунной проволокой (диаметром 2,5–3 мм), поверх которой закрепляют сетку с ячейками 0,1–0,5 мм; гравийный - гравий засыпают вокруг перфорированной трубы.

Насосы.

Для децентрализованного водоснабжения чаще всего используются наиболее распространенные источники воды: колодцы (глубина, как правило, не превышает 10–15 м) и скважины (глубина исчисляется десятками метров). С этим связана конструкционная классификация насосов на поверхностные и погружные (табл. 1). Поверхностные размещаются в доме или рядом с колодцем. Погружные (скважинные) насосы на конце шланга опускаются в скважину или водоем. Поверхностные насосы обычно дешевле, но имеют существенные ограничения по глубине всасывания. Так, для подъема воды с глубины не более 8–9 м используется простейший насос без всяких хитрых приспособлений, а для транспортировки воды с глубин порядка 20–30 м используется эжектор - специальное устройство, опускаемое в колодец на конце шланга. С ростом глубины производительность поверхностного насоса с эжектором падает, а потребляемая мощность и сложность конструкции растет. Как результат, в области глубин около 25 м, цены на поверхностные и скважные насосы практически уравниваются, а на глубинах свыше 30 м выгода оказывается на стороне скважных систем.

Насосы для открытых водоемов (таблица 1)
Тип насоса	Превышение места установки насоса (для поверхностных) или водоразбора над уровнем зеркала воды, м
	не более 7	от 7 до 18	более 18
Поверхностный самовсасывающий	+	-	-
Погружной с поплавковым датчиком	+	-	-
Поверхностный самовсасывающий с эжектором	-	+	-
Погружной с поплавковым датчиком высоконапорный	-	+	-
Специальный скважинный, допускающий наклонную установку	-	-	+

Насосы для скважин
Уровень воды (зеркало) с учетом сезонных колебаний, м	Диаметр обсадной трубы, мм	Тип насоса
		поверхностный самовсасывающий	самовсасывающий с эжектором	четырехдюймовый скважинный	шестидюймовый скважинный
не более 7	Не менее 100	+	-	+	-
	Не менее 150	+	-	+	+
от 7 до 18	Не менее 100	-	+	+	-
	Не менее 150	-	+	+	+
более 18	Не менее 100	-	-	+	-
	Не менее 150	-	-	+	+

Простые поверхностные самовсасывающие насосы могут брать воду из открытых водоемов, мелких колодцев и даже скважин. Однако максимальная глубина, с которой возможна подача воды, ограничена величиной атмосферного давления, и по законам физики для реальных насосов не может превышать 7–8 м. Большинство насосов этого типа имеет производительность до 3–5 кубометров воды в час и может создавать напор до 45–60 метров водяного столба (4,5–6 бар). Если такой насос объединить в один агрегат с мембранным гидроаккумуляторным баком и реле давления, получится автоматическая станция водоснабжения. Но следует учитывать, что каждые 10 м горизонтального участка между домом и колодцем соответствуют 1 м глубины колодца. Поэтому, если, например, глубина, с которой требуется доставить воду, составляет 8,5 м, а расстояние от коттеджа до источника воды около 30 м, обычный поверхностный насос в этом случае не подойдет. Тогда следует использовать поверхностный насос эжекторного типа, который теоретически способен качать воду с глубины до 40 м (такая модель подойдет и для небольшой скважины). Эжектор представляет собой водоструйный насос или трубку Вентури, в которую направляется часть воды, поднимаемой самовсасывающим насосом. Большинство автоматических станций водоснабжения с эжектором могут стабильно работать при глубине зеркала воды до 18–20 м.

Из глубокой скважины воду извлекают погружными насосами. Их можно легко опознать по характерной форме: изготовленные из нержавейки длинные и узкие цилиндры, способные пройти в отверстие скважины небольшого диаметра (3–5 дюймов) и подать воду с большой глубины. По конструкции они, как правило, многоступенчатые. Есть модели, которые могут устанавливаться на незначительной глубине и обеспечивать небольшие объемы воды. Другие способны создавать напор до нескольких сотен метров водяного столба и выдавать до нескольких десятков и даже сотен кубометров в час.

Характеристики насоса зависят от проведенного расчета расхода воды и выбранного источника водоснабжения. Мощности насоса должно хватать, чтобы обеспечить водой все краны в доме. Лучше всего выбирать насосную установку с производительностью, равной или слегка превышающей максимальный единовременный и часовой расход воды. Результатом неправильного выбора насосной установки может стать дефицит воды или слабый напор. Перебор мощности тоже ни к чему хорошему не ведет. Когда производительность насоса превышает возможности источника воды (дебет скважины или колодца), насос переходит в режим так называемого «сухого хода». Как показывает практика, такие насосы долго не живут. Дебит шахтного колодца или скважины в песчаной породе меньше, чем в артезианской, и может быть ниже фактического суточного расхода воды. Это приводит к периодическому понижению ее уровня. Поэтому производительность насоса и периодичность его включения необходимо согласовывать как с расходом воды, так и с дебитом скважины.

При выборе насоса, прежде всего, следует обратить внимание на его технические характеристики. На бирке насоса обозначаются: максимальная производительность (л/мин) - зависит от пропускной способности всасывающей трубы и мощности насоса. Нужно сравнить производительность насоса с требуемой потребностью в воде. Глубина всасывания (м) - характеризует максимальную глубину, с которой насос может поднять воду. Нужно сравнить с глубиной колодца (скважины). Максимальный напор (м) - показывает, на какую высоту насос способен поднять воду от точки всасывания до самой верхней точки. Нужно сравнить требуемую для вашего коттеджа величину гидронапора (рис. 2) с максимальным напором насоса.

При проектировании водопровода в загородном доме первым делом необходимо определить требуемый расход воды. Для этого прогнозируется число жильцов в доме, подсчитывается количество и расположение точек отбора воды (краны, унитазы, ванны, стиральная машина и т. п.). Составление полного перечня позволяет правильно рассчитать параметры будущей системы водоснабжения и обеспечить хороший напор при включении любого количества кранов. Максимальный часовой расход определяется наибольшим потреблением воды в течение суток. Современные нормы потребления воды колеблются в пределах 220–230 литров в сутки для городского человека, за городом существенно выше. В целом водопотребление семьи из 4-х человек составляет около 1000 литров в сутки. А если включить в расход воду для посудомоечной машины, ванны, фонтана, бассейна, то он может достигнуть 5000–7000 литров в сутки.

Расход воды в течение суток - показатель случайный, зависящий от присутствующих в доме людей и их намерений. Одновременно могут включаться несколько потребителей, в том числе значительно удаленные (в гараже, в бане, в системе полива) от источника водоснабжения и напор воды для каждого из них должен отвечать вышеприведенным требованиям. Важно определить два наиболее критичных режима работы водопровода: поддержание необходимого напора воды при ее максимальном расходе и ограничение напора при отсутствии расхода. Поэтому давление, создаваемое в водопроводе насосом, обязано поддерживать все показатели напора как для отдельных водоразборных кранов, так и для всей системы в целом.

Требуемый напор определяется гидравлическим сопротивлением системы (труб, фитингов, вентилей и других приборов), высотой, на которую необходимо поднять воду (гравитационная составляющая), и некоторыми другими параметрами, но выполнения этого требования еще недостаточно для нормальной работы всего водопровода. Чтобы создать необходимый напор для конечных точек водоразбора, нормальное давление воды в сантехнических приборах принимаются по таблице СНиПа (табл. 2) или по техническим паспортам на оборудование. Для определения точного напора и расхода воды необходимо обратиться к специалистам: инженерам-сантехникам либо воспользоваться СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» и произвести гидравлический расчет самостоятельно. В противном случае неправильная оценка требуемого давления, и как следствие, неправильный выбор диаметра и материала труб, приведет к дефициту воды или недостатку напора.

Расчетные параметры водоразборной арматуры и сантехнических приборов (таблица 2)
Санитарные приборы	Секунд. расход воды, л/с			Часовой расход воды, л/ч			Мин. диаметр, мм		Рабоч. давл., бар (м вод. столба)	Расход стоковот прибора, л/с
	общий	холод. воды	горяч. воды	общий	холод. воды	горяч. воды	подводки	отвода
Умывальник, рукомойник с водоразборным краном	0,1	0,1	-	30	30	-	10	32	0,2 (2)	0,15
То же со смесителем	0,12	0,09	0,09	60	40	40	10	32	0,2 (2)	0,15
Мойка со смесителем	0,12	0,09	0,09	80	60	60	10	40	0,2 (2)	0,6
Ванна со смесителем, в том числе общим для ванны и умывальника	0,25	0,18	0,18	300	200	200	10	40	0,3 (3)	1,1
Ванна с водогрейной колонкой и смесителем	0,22	0,22	-	300	200	-	15	40	0,3 (3)	1,1
Душевая кабина с мелким поддоном и смесителем	0,12	0,09	0,09	100	60	60	10	40	0,3 (3)	0,2
Душевая кабина с глубоким душевым поддоном и смесителем	0,12	0,09	0,09	115	80	80	10	40	0,3 (3)	0,6
Гигиенический душ (биде) со смесителем и аэратором	0,08	0,05	0,05	75	54	54	10	32	0,5 (5)	0,15
Унитаз со смывным бачком	0,1	0,1	-	83	83	-	8	85	0,2 (2)	1,6
Унитаз со смывным краном	1,4	1,4	-	81	81	-	20	85	0,4 (4)	1,4
Поливочный кран	0,3	0,3	0,2	1080	1080	720	15	-	0,2 (2)	0,3

Примечания:
1. При установке аэраторов (сеток) на водоразборных кранах и смесителях свободный напор в подводках следует принимать не менее 5 м.
2. Для систем водоснабжения при применении коллекторных подводок из пластмассовых труб к умывальникам, раковинам, мойкам, смесителям для ванн и умывальников, душевым кабинам, биде, унитазам со смывным бачком, писсуарам допускается применять трубы диаметром 12×2 мм.

Для грубого определения производительности насоса прогнозируется и проектируется количество водоразборных точек во всем доме. Из СНиПа или таблицы выше, выписываем рабочее давление для каждой точки водоразбора и суммируем их. К полученной сумме приплюсовываются потери давления, возникающие при транспортировке воды по вертикали: подъеме из колодца или скважины и подаче на этажи (рис. 2). Это так называемая гравитационная составляющая, учитывающая глубину скважины (колодца) и высоту этажей: для первого этажа ее принимают равной 10 метрам водяного столба, а для каждого следующего увеличивают на 4 м. Далее приплюсовываются потери давления на фитингах (углах поворота, тройниках и коллекторах) и на прямых горизонтальных участках труб. Эти данные нужно брать из технических характеристик производителей труб и фитингов, либо взять приближенную цифру: они составляют до 30% от всех потерь давления в трубопроводе. В результате сложения всех потерь давления получаем требуемый напор воды, который должен обеспечить насос. Выбираем по напору насос и сравниваем часовой или минутный расход воды из таблицы с максимальной производительностью этого насоса и, если возможно, с дебетом источника воды. Также сравниваем производительность насоса с нормативными данными, насос должен обеспечивать: при отсутствии регулирующей емкости - не менее общего максимального секундного расхода воды; при наличии водонапорного или гидропневматического бака, работающих в повторно-кратковременном режиме - не менее общего максимального часового расхода воды.

Водоподъемная труба.

Максимальное давление, на которое должна быть рассчитана водоподъемная труба скважины, зависит от глубины ее погружения. И приблизительно составляет: 6 бар при глубине до 50 м, 10 бар - до 90 м, 16 бар - до 150 м и 25 бар - до 230 м. Для наружного водопровода обычно используют магистральную трубу диаметром условного прохода 32 или 40 мм, а для внутреннего - 15 мм. Масса водоподъемной трубы скважины должна быть как можно меньше, для облегчения демонтажа и монтажа в случае ремонта погружного насоса или наращивании самой трубы. А такая необходимость вполне может возникнуть в связи с понижением дебита скважины из-за постепенного увеличения общего числа скважин в округе. Водоподъемная труба должна обладать жесткостью на скручивание, поскольку при пуске и остановке погружного насоса его электродвигатель развивает большой крутящий момент. Диаметр выбирают в зависимости от насоса и глубины его погружения, причем чаще всего это 40 или 50 мм.

Гидроаккумуляторы.

Чтобы насос работал дольше, в систему водоснабжения следует включить мембранный или накопительный гидроаккумуляторный бак (рис. 1). Они играют роль буферной емкости и служат аналогом водонапорной башни. Гидроаккумуляторы позволяет насосу работать в щадящем режиме, закачать воду в бак и автоматически отключиться.

Мембранный бак (рис. 2) удобнее установить до ветвления водопровода - прямо в кессоне или после ввода в дом. На входе в бак предусматривают обратный клапан (если его нет в насосе), чтобы вода не стекала назад в скважину, а на выходе - манометр для контроля давления и автоматический клапан для впуска и выпуска попадающего в водопровод воздуха.

Мембранные гидроаккумуляторы представляют собой стальную емкость. Внутри которой находится резиновая мембрана, похожая на колбу или мешок, куда закачивается вода. Между мембраной и корпусом находится воздух (первоначально закачивается азот). При открывании любого крана вода начнет поступать к пользователю под заранее настроенным давлением. После частичного опорожнения бака, когда давление в нем упадет до определенной величины, электрореле включит всасывающий насос. После закрывания водоразборного крана насос некоторое время продолжит качать воду из скважины, заполняя бак и повышая давление в нем до первоначального значения. Это позволяет в несколько раз сократить количество включений–выключений, а следовательно, существенно удлиняет срок службы насоса. Гидроаккумулятор может служить в качестве емкости для создания резервного запаса воды.

Для подавляющего большинства насосов, устанавливаемых в загородных домах, возможно применение гидроаккумуляторов емкостью от 12 до 24 литров. Если же возникают частые перебои с подачей электроэнергии, лучше выбрать гидроаккумулятор большего объема для создания резервного запаса воды (250–500 литров), либо нужно переключаться на автономный электрогенератор. Если есть возможность подключения к сельскому водопроводу, не нужно ей пренебрегать (даже после монтажа автономного водопровода). При обесточенной электросети потребуется лишь «перебросить» вентилем систему на работу от другого источника воды.

Накопительный бак, как правило, устанавливается на верхнем этаже или чердаке здания. Его емкость достаточно велика, она может достигать объема суточного потребления воды, например, одного кубометра. Поэтому вес заполненного водой накопительного бака приближается к тонне. Следовательно под установку накопительных баков нужно заранее предусматривать усиленные строительные конструкции, а сам бак защищать от замерзания в зимний период посредством его утепления и таким образом еще более утяжеляя конструкцию. Бак снабжается автоматикой, включающей насос при падении уровня воды в баке. При отключении электроэнергии накопительный бак способен снабжать дом водой, примерно, на протяжении суток. В свободной продаже накопительный бак вы сегодня вряд ли найдете, эта вещь больше относится к группе товаров «сделай сам».

На современном строительном рынке чаще встречаются гидропневматические установки (автоматические насосные станции), в которых в одном корпусе объединены: насос, мембранный гидроаккумулятор, автоматика включения насоса и фильтры.

Гидропневматические установки бывают с переменным и постоянным давлением. Как правило, чаще используются гидропневматические установки с переменным давлением как более простые в устройстве и эксплуатации. При включении или выключении насоса вся вода, находящаяся в автономном водопроводе, резко приводится в движение или тормозится. Это вызывает столь же резкое изменение давления в системе, называемое гидравлическим ударом. Он может стать причиной нарушения герметичности мест соединения, что повлечет за собой протечки, или отрыв водяного столба в водоподъемной трубе и падение его на насос при остановке (обычно этой силы недостаточно, чтобы прорвать трубу или разрушить насос). Поэтому, монтируя гидроаккумуляторный бак, предусматривают электропривод, который может быстро открыть при пуске и закрыть при остановке насоса дроссельную задвижку. Плавный пуск и плавная остановка насоса осуществляется контроллером за счет изменения частоты переменного тока. Программируемый контроллер не только предотвратит гидравлический удар, но и поддержит постоянное давление воды в водопроводе, управляя частотой вращения насоса. Таким образом, производительность насоса будет то снижаться, то повышаться, увеличивая ресурс его работы. При недостаточном напоре воды на входе так называемый «сухой ход» - понижение дебета скважины, автоматика отключит насос, и будет пытаться запустить его в течение суток. При перегреве она же остановит его, а после охлаждения включит вновь. Однако система работает до тех пор, пока все приборы питаются электричеством. При отключении электроэнергии дом может быть полностью обезвожен.

Фильтры.

Из-за некачественной очистки воды все бытовое оборудование засоряется механическими примесями и, как следствие, снижается напор воды, уменьшается срок службы бытовых приборов и сантехнических коммуникаций. Через год–два отсутствие эффективной очистки воды от механических примесей приводит к значительным затратам, связанным с прочисткой систем водоснабжения, а иногда и полной замене сантехники, гидромассажных ванн и водонагревателей. При выборе оборудования для водоснабжения следует обратить особое внимание на системы водоочистки. Такие системы включают в себя многоступенчатую очистку воды, они очищают воду от твердых примесей в виде ила, волокон пеньки, ржавчины, песка, попадающих в водопровод из источника водозабора - скважин или магистральных трубопроводов.

Фильтры для воды бывают грубой, тонкой и биологической очистки. Причем, если фильтры тонкой очистки «работают» на людей, то фильтры грубой очистки больше необходимы для хорошей сантехники. Например, керамические кранбуксы в смесителях рассчитаны только на очищенную воду. «Биологические» фильтры, как дополнение к ранее установленным фильтрам тонкой очистки, появились не так давно, но уже приобрели известность. Они очищают воду практически полностью, убивая даже вирусы и бактерии.

Наиболее популярны фильтры для производства «обратноосмотической» воды, приближенной к качеству воды таящих ледников. Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря ему в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлаки. В процесс обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство методов, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции веществ с помощью активированного угля.

Водопровод загородного дома после мембранного гидроаккумуляторного бака либо перед точками водоразбора целесообразно разделить на две ветви: хозяйственно-бытовую и питьевую. На обеих ветвях установить фильтры грубой очистки, а на питьевой дополнительно добавить фильтры тонкой или биологической очистки. Дело в том, что для тонкой очистки воды нужно время. Представьте ситуацию, что в доме один водопровод, на котором установлен фильтр тонкой очистки: при включении большого числа потребителей вода большим объемом пойдет через фильтр и не успеет очиститься. Поэтому водопровод лучше разделить на тот, что будет снабжать водой ванны, туалеты, посудомоечную и стиральную машины и на тот, который пойдет на кран кухни. Либо делать один трубопровод и разделить его на две ветви с двумя кранами, например, непосредственно на кухне, снабдив одно ответвление фильтрами тонкой или биологической очистки.

Конкретно тип фильтров, их количество, степень и вид очистки нужно определять после исследования воды в лаборатории санэпидемстанции. Пить необследованную воду, да и мыться в ней, занятие крайне рискованное.

Для присоединения дома к уличной водопроводной сети застройщик должен получить разрешение и условия подключения в организации, эксплуатирующей водопровод (например, в производственном управлении водопроводно-канализационного хозяйства населенного пункта). В условиях на подключение указывают место и схему возможного присоединения (обычно ближайший колодец), глубину заложения, гарантированный напор на вводе.

Вводом называется подземный участок сети от наружной магистрали до водомера, установленного в здании. Диаметры труб для вводов водопровода в здания определяются расчетом по максимальному секундному расходу воды. Вводы выполняют из полимерных водопроводных труб. Допускается применение чугунных и стальных труб с наружным покрытием битумной изоляцией, предохраняющей их от коррозии. Диаметр наружного ввода так же, как и трубопровод внутренней системы, зависит от количества подключаемых приборов, наличия или отсутствия летнего водопровода, а также от материала труб. Для стальных и пластмассовых труб минимальный диаметр ввода обычно не менее 20 мм, для чугунных - 50 мм. К городской водопроводной магистрали ввод присоединяют с помощью тройника (рис. 7), заранее установленного на ней, либо посредством специального приспособления для врезки ответвлений в действующие сети без снижения давления в них. В местах присоединения вводов к наружной сети устраивают колодцы с установленными в них задвижками (диаметр ввода более 40 мм), или вентилями (диаметр вводов 40 мм и менее). Обычно глубина заложения водопроводных труб находится ниже глубины промерзания грунта и, следовательно, ниже фундамента дома. Ввод надо прокладывать перпендикулярно фундаменту здания, так как он должен иметь наименьшее протяжение, проходя под подушкой фундамента.

Если в здании имеется глубокий подвал, ввод прокладывают в проеме фундамента. При этом в стену фундамента заделывают стальной патрубок большего диаметра, чем ввод, и через этот патрубок прокладывают трубу. Патрубок предохраняет ввод от разрушения при осадке здания. Пространство между вводом и патрубком заделывают смоляной прядью, мятой глиной, а также цементным раствором слоем 2–3 см.

При устройстве двух и более вводов их следует присоединять к различным участкам наружной сети и между вводами на наружной сети устанавливать отключающие задвижки на случай аварии в одном из вводов. На каждом из вводов внутри здания должны быть установлены обратные клапаны. При наличии двух вводов и необходимости установки в здании гидроаккумуляторных баков и насосов для повышения давления во внутренней водопроводной сети, вводы перед баками должны быть объединены.

Дворовую сеть водопровода прокладывают в земле. Глубина прокладки труб зависит от глубины промерзания почвы в данном районе и должна быть такой же, как и глубина прокладки наружной городской сети. Разводящую сеть прокладывают на 40 см ниже (от верха трубы) глубины промерзания грунта. В южных районах глубина прокладки труб должна быть такой, чтобы вода в жаркие дни не нагревалась.

Среднюю глубину прокладки труб от поверхности земли до верха трубы принимают: для северных районов от 2,6 до 3,5 м; для центральных районов от 2,2 до 2,7 м; для южных районов от 1 до 1,5 м.

Если трубы укладывают неглубоко, необходимо учитывать внешние нагрузки от проезжающего транспорта и принимать меры для предупреждения механического повреждения труб.

Дно траншеи должно быть ровным, чтобы трубы плотно прилегали к нему. Трубы укладывают на естественный грунт, если проектом не предусматривается подготовка или устройство искусственного основания. Если траншеи выбраны на излишнюю глубину, нужно подсыпать песок или щебень до требуемого уровня и хорошо уплотнить. Трубы должны быть проложены по прямой без переломов и перегибов. Для выпуска воздуха из поселковой и дворовой сети и для спуска воды в колодец, трубы укладывают с уклоном не менее 3 мм на 1 м длины в сторону колодца. Из поселковой и дворовой сети воздух выпускают через водоразборные точки домовой сети. Расстояние по горизонтали между вводами водопровода и выпусками канализации должно быть не менее 2 м. После укладки трубы, необходимо подбить под нее мягкий грунт на высоту 1/4 диаметра, для закрепления положения трубы.

Централизованные системы снабжения водой обычно строятся в больших населенных пунктах. Они включают в себя системы водозабора (добычи), системы водоподготовки (фильтрация, обеззараживание), а также транспортные сети (водопроводы) для доставки воды до конечного потребителя. Параллельно с централизованными системами водоснабжения строятся и системы водоотвода (городские канализации). Это очень сложные системы, которые нуждаются в постоянном обслуживании и в расходных материалах. Именно за все это Вы платите коммунальные платежи за каждый кубометр потребленной воды, оплачивая также содержание огромного штата рабочих и служащих, обслуживающих эти системы.

Главной особенностью таких систем является то, что потребитель получает воду, теоретически готовую к употреблению. Что означает «теоретически»? Да то, что вода в централизованных системах жестко контролируется санитарно-эпидемиологическими службами, но только по определенной группе параметров, установленных на уровне нормативно-правовых актов. Даже если такой контроль производится качественно (что бывает далеко не всегда), вода в городском кране все равно малопригодна для питьевых нужд .

Тут уместно провести аналогию с потребительской корзиной для определения прожиточного минимума - вроде с голода не помрешь, но прожить на этот минимум практически невозможно. Также и с качеством воды в городском кране - кишечных инфекций и тяжелых металлов нет, но пить эту воду врачи не рекомендуют.

Более выгодной для потребителя особенностью централизованных систем водоснабжения является обязательное присутствие систем водоотвода - канализаций. Таким образом, у городских жителей как правило отсутствует проблема, куда девать сточные воды.

Как правило, в типичных городских условиях у потребителя особенного выбора нет - если центральное водоснабжение существует, им приходится пользоваться. Главным образом это обусловлено сложностями в бурении скважин в городе, а также качеством воды на верхних водоносных горизонтах. Под городами такая вода обычно совершенно не пригодна для бытового использования.

С точки финансовой точки зрения, в случае наличия централизованной системы водоснабжения, потребители платят только за объем потребленной воды. Никаких «стартовых» вложений на строительство самой системы не предусмотрено.