Зависимость качества воды от ее назначения

Вода в коттедже нужна постоянно: для мытья посуды, стирки, приготовления пищи, для принятия душа или ванны, в гараже и в бане, для полива растений в весенне-осенний период, для искусственного пруда и фонтана. От ее назначения зависит и необходимое качество. Например, для стирки, мытья посуды и душа или ванны нужна вода с ограниченным количеством соединений железа, нейтральная и достаточно мягкая, не содержащая вирусов и микробов. Вода для полива может включать песок и ил, но ее температура не должна быть ниже 12°С, чтобы не навредить растениям. Искусственный пруд является жизненной средой для рыб и других полезных обитателей подводного царства, но в нем нужно по возможности исключить распространение бактерий и микробов. Поэтому воду здесь время от времени частично обновляют. Наконец, к воде для питья и приготовления пищи предъявляют самые высокие требования, поскольку от ее качества зависит здоровье людей. Таким образом, из общего количества воды, необходимой для жизнедеятельности в коттедже одной семьи (1,5-4 м3 в сутки), по качеству различают питьевую, предназначенную для хозяйственно-бытовых нужд и для полива.

Центральный водопровод позволяет решить почти все вышеперечисленные проблемы, поскольку поставляет воду хозяйственно-питьевого назначения. Иногда, правда, ее пригодность для питья вызывает сомнения. В этом случае приходится производить дополнительную фильтрацию (в особенности весной). Совсем иное дело - собственный источник, то есть колодец или скважина.

В настоящее время вода даже из артезианской скважины не всегда может оказаться питьевой. Распространенный вариант - повышенная концентрация соединений железа, а значит, повышенная жесткость. Результатом становятся немалые хлопоты при использовании воды даже для хозяйственно-бытовых нужд. Конечно, можно ее всю очищать до качества питьевой, но это обойдется недешево и вынудит снизить напор, что не всегда целесообразно. Более рационально разделить общий поток на разные по назначению "ручейки" и каждый из них готовить определенным образом. Специалисты даже используют соответствующий термин - "водоподготовка".

Но сначала поговорим об автономной системе водоснабжения, а проще - о собственном водопроводе, позволяющем развести по участку "ручейки" разного назначения, которыми было бы удобно управлять.

Давление и напор воды

Вода должна поступать по трубам не только в требуемом количестве, но и с определенным напором. Поскольку она поднимается из-под земли, а расходуется и на участке, и на всех этажах коттеджа, нужно такое давление в трубах, чтобы из крана на самом верхнем этаже вытекала не тоненькая ниточка, а струя с достаточным для пользования напором. Минимальную высоту, на которую необходимо поднять воду над уровнем земли при ее движении к точке водоразбора (с учетом преодоления сопротивления труб), называют свободным напором. Согласно СНиПу 2.04.02-84*, для первого этажа его принимают равным 10 м, а для каждого следующего увеличивают на 4 м. Но выполнения этого требования еще недостаточно для нормальной работы всего водопровода. Чтобы создать необходимый напор из крана, давление должно быть не менее 2 бар (атм), для посудомоечной машины и газового нагревателя - 1,5 бара, для стиральной машины - 2 бара, для системы полива - 3-4 бара, а для гидромассажных приборов (душа или ванны джакузи) - целых 4 бара. И это еще не все. Одновременно могут включаться несколько потребителей, в том числе значительно удаленные от источника (в гараже, в бане, в системе полива). И напор воды для каждого из них должен иметь вышеприведенное значение. Поэтому давление, создаваемое в водопроводе, призвано поддерживать все показатели напора для отдельных потребителей.

Дебит артезианской скважины не ограничивает суточный расход воды для всех членов семьи, сдерживать потребление способна лишь производительность насоса. Если же 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 все тем же СНиПам, - 60 м, а давление, соответственно, 6 баров.

Дебит шахтного колодца или скважины в песчаной породе меньше, чем в артезианской, и иногда может быть ниже фактического суточного расхода воды. Это приводит к периодическому понижению ее уровня в источнике в течение суток. В таком случае производительность насоса и периодичность его включения необходимо согласовывать как с расходом воды, так и с дебитом скважины. Однако расход воды в течение суток - показатель случайный, зависящий не только от присутствующих в доме людей и их намерений, но и от времени года: летом он всегда выше. При выборе производительности насоса и давления в трубах учитывают дебит скважины и необходимый напор воды, а также предполагаемый суточный ее расход в самый напряженный летний период.

Важно определить два наиболее критичных режима работы водопровода: поддержание необходимого напора воды при ее максимальном расходе и ограничение напора при отсутствии расхода. Они и влияют на выбор производительности насоса, максимальное и минимальное давление в трубах, на материал и диаметр труб, на необходимость в дополнительных емкостях и их размер, на возможность усложнения водопровода в дальнейшем - увеличение протяженности труб и числа потребителей. Приобретение насоса с запасом по мощности хоть и потребует дополнительных затрат при сборке водопровода, но в итоге обойдется в 5-7 раз дешевле, чем замена насоса из-за недостаточной мощности при расширении сети.

Особенности монтажа автономного водопровода

Для исключения возможного промерзания оголовка и просачивания поверхностных вод в скважину ее окружают заглубляемой подземной камерой (защитным колодцем). 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 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. Образующуюся в результате герметичную емкость чаще называют кессоном, и она сейчас становится все более популярной.

Если источником воды служит шахтный колодец, а для ее перекачки используется струйный насос, последний можно расположить на довольно большом расстоянии, например в помещении. Длина всасывающей трубы мало зависит от высоты уровня воды в колодце. Напротив, при центробежных насосах длина всасывающей трубы ограничена 30-40 . Вокруг колодца при любом типе насоса делают глиняный замок глубиной 1,5-2 м и шириной 0,5 м - для исключения просачивания поверхностных вод.

Положение скважины или шахтного колодца на участке с песчаной породой однозначно определяется залеганием поверхностных вод. А вот артезианскую скважину бурят в наиболее удобном с точки зрения общей планировки месте. Чаще всего ее располагают так, чтобы, во-первых, общая длина труб водопровода была поменьше, во-вторых, скважина не находилась на пересечении наиболее часто используемых маршрутов и, в-третьих, подземная камера при неровной поверхности участка не оказалась в низинке (для исключения скапливания вокруг нее дождевой и талой воды).

Насос должен включаться при открывании любого крана водопровода. Так что пользование водой несколькими членами семьи может привести к слишком частым его пускам и остановкам, а это сократит срок его службы. Чтобы снизить количество пусков-остановок и поддерживать постоянное давление в сети, устанавливают гидроаккумуляторный бак. Он играет роль промежуточной буферной емкости и служит малоразмерным аналогом водонапорной башни. Теперь при открывании любого крана вода начнет поступать к пользователю под довольно большим, заранее настроенным давлением. И лишь после частичного опорожнения бака, когда давление в нем упадет до определенной величины, электрореле включит насос. После закрывания крана насос некоторое время продолжит качать воду из скважины, заполняя бак и повышая давление в нем до первоначального значения. Строительно-монтажная организация подберет объем бака и величину давления в соответствии с производительностью насоса и планируемым пиковым расходом воды. Выставленные при настройке водопровода верхнее и нижнее значения давления фиксируются. Настроечные винты пломбируются для исключения возможности их самопроизвольного смещения, способного привести к аварии. Самовольное нарушение пломб лишает пользователя гарантии фирмы на работоспособность сети.

Можно предусмотреть единую магистральную трубу, по которой вода сначала поступит в дом, а затем будет разведена по участку. Кстати, между ее наружной поверхностью и стенками отверстия в стене или фундаменте должен оставляться зазор, который заполняют эластичным водо- и газонепроницаемым материалом, окруженным жесткой оболочкой. Жесткая заделка трубы в кладке недопустима. Гидроаккумуляторный бак удобнее установить до ветвления водопровода - прямо в кессоне или после ввода в дом. На выходе после бака - манометр и реле давления. Если же вода из скважины, кроме дома, поступает и в другие ветви водопровода - в гараж, баню, систему полива, - то гидроаккумуляторные баки меньшей емкости иногда можно предусмотреть в каждой из них. Обычно водопровод имеет две ветви: круглогодичного и сезонного использования. Трубы первой закапывают ниже глубины промерзания, а трубы второй пускают либо над землей, либо в земле, на глубине более 1,5 штыка лопаты. Чаще всего наземную ветвь делают из оцинкованных стальных труб, а летнюю, подземную, - из ПНД или полипропилена (эти материалы не подвержены коррозии и прогреваются не настолько, чтобы температурные изменения длины были существенны). Летняя подземная ветвь обязательно монтируется с уклоном до 2° к горизонту - либо в сторону источника воды, либо в сторону потребителей. Благодаря этому при отключении на зиму вода самотеком удаляется из труб.

Количество кранов зависит от разветвленности системы полива и индивидуальных привычек хозяев: кто-то предпочитает включать воду только там, где она нужна, а кто-то профилактически поливает большую площадь участка. В любом случае следует учесть, что каждый кран - это место возможной протечки.

На каких трубах остановить свой выбор

При прокладке водопровода используют трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД), поливинилхлорида (ПВХ), полипропилена, металлопластика, меди и стали. Изделия из ПНД и металлопластика поставляются в бухтах, поэтому можно нарезать фрагменты любой длины. Такие трубы особенно удобны в монтаже, поскольку количество соединений, а следовательно, и опасность протечек сводится к минимуму. Остальные трубы мерные, длиной 4-6 м. Изделия из полипропилена можно прямо на месте монтажа быстро собрать в трубу любой длины. Для этого четырехметровые секции скрепляются путем нагрева промежуточных фитингов. Разводку водопровода по участку (наружный) чаще всего выполняют более дешевыми трубами из ПНД или полипропилена, а в помещении (внутренний) - всеми видами перечисленных труб. Наиболее престижные медные трубы соединяют пайкой, но обойдутся они намного дороже других. Трубы из металлопластика можно значительно гнуть, что позволяет легко изменять конфигурацию водопровода. Они особенно удобны в труднодоступных местах, при создании временной конструкции и в тех случаях, когда требуется добавить какой-либо элемент (например, при подсоединении гидроаккумуляторного бака). Следует учесть, что неметаллические трубы имеют ограничение на предельно допустимое давление, например до 6, до 10 баров.

Для наружного водопровода обычно используют магистральную трубу диаметром условного прохода (Ду) 32 или 40 мм (11/4" или 11/2" соответственно), а для внутреннего - 15 мм (1/2"). Масса водоподъемной трубы должна быть как можно меньше. Кроме того, необходима значительная жесткость на скручивание ее протяженной конструкции, поскольку при пуске и остановке электродвигатель погружного насоса развивает довольно большой крутящий момент. Именно по этим двум причинам обычно отдают предпочтение монолитной трубе из ПНД или полипропиленовой трубе из сваренных между собой четырехметровых секций. Диаметр выбирают в зависимости от используемого насоса и глубины его погружения, причем чаще всего это Ду 40 или 50 мм (11/2" или 2" соответственно).

Поскольку температура под землей составляет приблизительно 4°С, температурные деформации столь длинной пластмассовой трубе не страшны. Сварные конструкции из полипропилена наиболее выгодны потребителю благодаря своим толстым стенкам и возможности легко нарастить трубу в процессе эксплуатации. А такая необходимость вполне может возникнуть в связи со снижением дебита даже артезианской скважины. Ведь из-за постепенного увеличения общего числа скважин в округе падение уровня воды становится очень вероятным. Металлическая водоподъемная труба хоть и будет обладать самой высокой жесткостью, но ее значительная масса резко усложнит как монтаж, так и возможный демонтаж. Да и обойдется эта конструкция дороже.

Одноуровневый и двухуровневый водопровод

Потребность одной семьи в питьевой воде обычно удовлетворяется легко. А вот необходимое количество воды для полива и хозяйственно-бытовых нужд, особенно в пиковые периоды, порой вынуждает задуматься о размещении на участке дополнительных емкостей для хранения ее запасов. Различают одноуровневый водопровод, при котором вся поступающая из скважины вода сразу используется по назначению, и двухуровневый, при котором она поступает в дополнительные резервуары и только оттуда по назначению. емкости цилиндрической и призматической формы изготавливают из полиэтилена или поливинилхлорида. Гарантийный срок службы - до 10 лет.

Фильтрация воды перед поступлением в емкость для полива обычно или не нужна, или проводится для удаления только хлор- или фторсодержащих соединений. Ведь большая часть соединений железа через некоторое время осядет на дно, а возможные соединения серы (в основном сероводород) постепенно улетучатся сами собой. Такой сосуд объемом 1-5 м3 с водой, которая используется только в теплое время года, целесообразно установить на свободном месте участка над землей. Во-первых, вода в этом случае быстрее прогреется перед поступлением в систему полива. Во-вторых, в дне емкости или вблизи него сбоку можно предусмотреть кран для периодического слива образующегося осадка. Подаваться в сосуд вода может через отдельно предусмотренный электромеханический вентиль, а в сезонную ветвь водопровода - самотеком или принудительно, с помощью дополнительного центробежного насоса. В любом случае должен быть предусмотрен ограничитель уровня воды, периодически включающий и выключающий вентиль ее подачи в резервуар. Этот ограничитель может быть поплавковым или электродным (двух- и трехконтактным).

Потребность же в воде для хозяйственно-бытовых нужд, например для мытья (в доме, бане, гараже), для бассейна и т. п., в том или ином количестве существует круглогодично. Поэтому дополнительный резервуар, чаще объемом 3-5 м3, закапывают в землю. Для исключения его выдавливания поверхностными и грунтовыми водами зимой под дно перед установкой укладывают бетонную плиту. емкость можно разместить как на свободной площади участка, так и под домом. Вода из нее необязательно должна предварительно прогреваться, но обязательно - фильтроваться от песка и ила, а также от железосодержащих соединений. Иначе потом придется оттирать желтые потеки, в особенности на изначально белоснежных поверхностях сантехнических изделий. Подачу воды в трубы будет осуществлять дополнительный насос для перекачки. А координировать его работу с действием вентиля подачи воды из скважины - ограничитель уровня, размещаемый внутри емкости.

Управление системой водоснабжения

В зависимости от потребности в воде из скважины можно установить наиболее рациональный режим работы насоса, снижающий перегрузки и исключающий перегрев двигателя. Выбор такого режима на пульте управления осуществляется вручную или программируется автоматически. Причем в любой момент можно протестировать насос и получить основную информацию о его работоспособности. В шахтном колодце с уровнем воды не глубже 8 м при количестве потребителей не более четырех и пиковых нагрузках не выше 4 м3/ч удобно использовать компактную насосную установку, например модели Hydrojet от GRUNDFOS. Ее реле давления и гидроаккумуляторный бак емкостью 24 л (или 50 л) автоматически обеспечат наиболее экономичный режим работы всасывающего насоса, предотвращая его частые включения. Все компоненты устройства, в том числе контрольная панель, могут быть собраны в одном корпусе и установлены, например, под мойкой на кухне. При недостаточном напоре воды на входе автоматика отключит насос и будет пытаться запустить его в течение суток. При перегреве она же остановит его, а после охлаждения включит вновь.

Сколько стоит система водоснабжения

При наличии функционирующей скважины все необходимое оборудование наружного водопровода, включая погружной насос из модельных рядов SQ и SP (GRUNDFOS, Дания), UPA EBARA, Япония ,а также системы его монтажа, управления, оголовок, кессон, люк, утепляющую подушку, гидроаккумуляторный бак, магистральную трубу длиной до 100 м, уложенную ниже глубины промерзания, вместе с земляными работами, транспортными расходами и годичной гарантией обойдутся вам в $ 2,5-7 тыс. Последняя цифра связана с подачей воды в отдельно стоящие постройки: гараж, баню, бассейн. Подключение сезонной ветви может стоить еще $ 0,6-1,5 тыс. (в зависимости от размера емкости и длины труб). Покупка устройства для сбора дождевой воды, завершающая создание наружной части водопровода, при самостоятельном подключении к системе обойдется дополнительно в $ 1,2 тыс. И более. Стоимость внутренней части водопровода не рассматривается, поскольку в нее обычно включают сумму, затраченную на сантехнические изделия.

Техническое обслуживание системы водоснабжения

Содержащиеся в воде частицы песка и ила могут привести к износу подвижных частей насоса, образовать отложения на внутренних поверхностях горизонтально расположенных труб, а частицы соединений железа, марганца, извести и бактерии - еще и в щелях скважинного фильтра и в заборной части насоса. Попадание с водой коррозионно-активных углекислот, солей или ионов меди способствует коррозии элементов водопровода, в особенности в местах стыков, вследствие чего нарушается герметичность. Скачки напряжения со временем могут нарушить изоляцию обмоток электродвигателя насоса.

Именно поэтому раз в 5-6 лет всю систему должен комплексно осмотреть специалист. В результате осмотра может выявиться необходимость замены прокладок, фитингов или отдельных участков труб и даже ремонта погружного насоса. Определить срок осмотра помогут данные, получаемые от контроллера.

С наступлением холодов в кессон на глубине около 1 м от люка достаточно установить утепляющую подушку из пенопласта толщиной 20-30 мм. Эта конструкция, смонтированная на деревянном каркасе, даже в особо лютые морозы предотвратит падение температуры оголовка скважины с вентилем ниже +4°С. Воду же из емкости и из сезонного водопровода, предназначенную для полива, нужно до наступления холодов слить, просто открыв краны.

Проблемы электросети

Собранная система работает безупречно до тех пор, пока все предусмотренные в ней насосы питаются электричеством. А как быть, если электропитание отключили или оно недостаточно? Во втором случае проблему решит стабилизатор Штиль (Россия). Первый связан с подключением к автономному источнику энергии, обычно электрогенератору, работающему на бензине или дизельном топливе. Второй выход более прост, но не всегда осуществим: он предполагает переключение на сельский водопровод. Хотя зачастую он не отличается надежностью, от возможности такого подсоединения отказываться не стоит (даже после монтажа автономного водопровода). При обесточенной электросети потребуется лишь "перебросить" вентилем систему на работу от другого источника воды.

Источник: garden-tool.ru

2011-7-4 21:00