Методы устройства круглогодичного водоснабжения пригородного дома

Зимний водопровод и сточная канава для дачного дома

Весьма почти все дачники и обладатели деревенских домов в Рф в прохладное время года лишены простых и самых основных удобств в доме: способности использования водопроводом и сточной канавой. Причина для этого весьма обычная – когда температура воздуха опускается ниже 0°C — вода леденеет.[1] Вот и приходится по старинке черпать воду ведром из колодца, набирать на публичной колонке, а для размышлений о бренности бытия бегать в отдельный домик  на участке с экологически небезопасной выгребной ямой либо, в наилучшем случае, применять торфяной компостирующий туалет либо мобильный  биотуалет.

Меж тем, создать локальный водопровод и сточную канаву подходящими для круглогодичного использования в прохладном климате полностью реально. В данной нам статье мы разглядим главные нюансы сотворения системы круглогодичного водоснабжения и профилактики замерзания воды в трубах уже имеющегося водопровода и канализации.

 

Источник водоснабжения и водозабор для эксплуатации в прохладном климате.

Вода может подаваться в дом из разных источников: накопительного бака для привозной воды, водоема, колодца, скважины либо водопроводной сети.  Основная задачка устройства водозабора состоит в предупреждении замерзания воды, как в самом источнике, так и в внешнем водопроводе для подачи воды в дом.

Защита внешнего водопровода от замерзания

Методы защиты от замерзания воды в подводящем трубопроводе всепригодны для всех источников водоснабжения. Трубопровод может защищаться  от замерзания воды при помощи разных композиций внедрения термоизоляции, защиты слоем грунта  и геотеплом, внедрением греющих частей (электронные греющие кабели и ленты), внутрипросветных компенсаторов расширения, при помощи неизменного тока воды по петле, или с изливом, дренированием трубопровода (лишь при повторяющемся использовании).  

На практике почаще всего употребляют последующие методы прокладки трубопроводов от источника водоснабжения к дому:

Утепленные слоем теплоизоляционного материала и снабженные кабельным обогревом трубы прокладываются по поверхности. Это метод употребляется на каменистых грунтах и на нескончаемой мерзлоте.
Утепленные слоем теплоизоляционного материала и снабженные кабельным обогревом трубы прокладываются в грунте выше глубины промерзания. Таковой вариант применяется на томных грунтах и при высочайшем уровне грунтовых вод.
Неутепленные трубы прокладываются в грунте ниже глубины промерзания. Этот метод применим при способности выкопать глубочайшие траншеи при отсутствии высокостоящих грунтовых вод.
Утепленные либо неутепленные трубы прокладываются в утепленном либо неутепленном подземном канале.
Утепленные либо неутепленные трубы прокладываются в утепленном поверхностном коробе.
Утепленные либо неутепленные трубы с неизменным изливом воды в сточную канаву либо мелкие камешки. Метод нередко применяется для публичных водоразборных колонок.
Утепленные либо неутепленные трубы с неизменным движением воды по петле при помощи трубок Пито либо циркуляционного насоса. Метод применяется для  доборной защиты трубопроводов от замерзания, когда нереально заглубление водопровода в грунт, к примеру на скальном грунте либо в критериях нескончаемой мерзлоты.

Иллюстрация №1 Методы прокладки внешних трубопроводов в прохладных погодных критериях.

Обычным методом защиты трубопроводов от замерзания является заглубление труб в грунт ниже глубины сезонного промерзания грунтов. Глубина зимнего промерзания грунтов зависит от географического региона и зимних температур воздуха, теплоизоляционных параметров грунта (его плотности, теплопроводимости), наличия грунтовых вод на глубинах прокладки  трубопровода, нрава растительного покрова и рыхлости почвенного слоя, наличия на поверхности грунта опавших листьев, толщины снежного покрова.

Таблица №1  Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов (м)

Город

Суглинки, глины

Средние и большие пески

Москва

1,35

1,76

Владимир

1,44

1,87

Тверь

1,37

1,79

Калуга, Тула

1,34

1,75

Рязань

1,41

1,84

Ярославль

1,48

1,93

Вологда

1,50

1,95

Нижний Новгород, Самара

1,49

1,94

Санкт Петербург. Псков

1,16

1,51

Новгород

1,22

1,60

Ижевск, Казань, Ульяновск

1,70

1,76

 

Заглубление труб ниже глубин промерзания является надежным методом защиты трубопроводов от замерзания. Но заглубление трубопровода быть может нереально либо экономически нецелесообразно на каменистых и томных грунтах, в критериях нескончаемой мерзлоты.  В этих вариантах трубы приходится прокладывать или в неглубоких траншеях, или по поверхности, а защищать от замерзания при помощи термоизоляции, подогрева  и неизменного движения воды, потому что в зоне промерзания грунтов температура опускается обычно до – 20 °C, но в томных погодных критериях может достигать и – 40 °C.

Современная индустрия выпускает особые трубы, созданные для прокладки в критериях прохладного атмосферного климата. Водопроводная труба делается из целофана низкого давления или из сшитого целофана. Такие трубы владеют эластичностью и лучше противостоят повреждениям при расширении воды при замерзании. По водопроводным трубам прокладывается саморегулирующийся греющий электронный кабель и термосенсор и труба заключается в слой термоизоляции из пенополиуретана. Снаружи труба защищается полимерной либо железной гофротрубой.

При маленький глубине заложения внешнего водопровода его можно добавочно защитить подземным утепление грунта поверх пролегания трассы. Для того чтоб утепление было вправду действенным, толщина утеплителя (рекомендуется ЭППС) обязана быть не наименее 10-15 см, а листы утеплителя должны простираться минимум на 1,2 м в каждую строну от пролегающего трубопровода.

Для доборной защиты от промерзания водопроводные трубы могут помещаться в бетонные, железные, полимерные либо древесные утепленные короба с заполнением теплоизолирующим материалом (опилками, пенопластовой крошкой) либо без него.

Для обогрева трубопроводов употребляют саморегулирующиеся греющие кабели, которые могут размещаться как снаружи трубы под слоем термоизоляции, так и снутри просвета трубы. Такие кабели можно применять для обогрева и канализационных труб при их неглубоком заложении и, даже, для обогрева септика. Нагревательные ленты размещаются на поверхности  труб под слоем термоизоляции. Индивидуальностью использования греющих частей будет то, что они должны работать повсевременно с момента похолодания – как средство профилактики замерзания. Разморозить замерзшие трубы при помощи систем электронного обогрева нереально. 

Доп средством профилактики замерзания труб является внедрение труб бОльшего поперечника, чем требуется, потому что при охлаждении вязкость воды возрастает и вырастает сопротивление движению воды.  

Новеньким современным доп средством защиты трубопроводов от повреждения при замерзании служит эластичный сжимаемый силиконовый шнур типа Ice-Loc, помещаемый вовнутрь просвета трубы. При аварийном замерзании воды сжатие шнура компенсирует расширение среды и предупреждает разрыв стен труб.

Иллюстрация №2 Профилактика повреждения труб при замерзании при помощи сжимаемого силиконового шнура в просвете трубы

В критериях грозного арктического атмосферного климата, при поверхностной прокладке утепленных и подогреваемых водопроводов в качестве доборной меры профилактики замерзания воды применяется пассивное либо активируемое движение воды в подводящей части водопровода. При подключении системы водоснабжения к магистральному водопроводу с неизменным движением воды активация движения воды в подводящем водопроводе осуществляется при помощи замкнутой петли из водопроводных труб. Движение воды в петле активизируется  за счет различия гидростатического давления воды, возникающего в Г-образных трубках Пито, установленных по и против движения воды в водопроводе, как показано на схеме ниже:

Иллюстрация №3 Система подключения водоснабжения дома к магистральному водопроводу при помощи трубок Пито для сотворения петли пассивной циркуляции воды

Петля пассивного потока воды замыкается байпасом (шунтом), до отсекающего клапана и счетчика расхода воды. При разработке петли циркуляции воды в критериях водоснабжения из источника с недвижной водой (колодец, скважина, водоем) заместо трубок Пито употребляется циркуляционный насос.

Индивидуальности конструкции водозаборов из разных источников в прохладных погодных критериях.

Иллюстрация №4 Варианты источников зимнего водоснабжения пригородного дома  

Скважины и колодцы являются более всераспространенными источниками водоснабжения в сельской местности Рф. Для эксплуатации в прохладных погодных критериях оголовок скважины помещается в заглубленный гидроизолированный и утепленный железобетонный, металлической либо пластмассовый кессон, как показано на иллюстрации ниже.

Иллюстрация №5 Зимний водопровод из колодца и скважины  

В кессоне может по мере необходимости размещаться нагревательный элемент, в особенности если в кессоне установлен гидроаккумулятор. Крышка кессона обязана быть отлично утеплена. Доп горизонтальное утепление грунта вокруг кессона не только лишь защитит кессон от промерзания, да и понизит силы пучения, воздействующие на кессон, что послужит для профилактики его смещения либо выдавливания. Водопровод в дом прокладывается с оборотным уклоном, чтоб обеспечить его не плохое дренирование при сливе воды. 

Утепление колодца делается по этим же принципам. Утепляется надстройка над колодцем, стены надземного и первого подземного кольца и грунт вокруг колодца. Не считая понижения способности промерзания колодца, понижение сил морозного пучения защитит колодезные кольца от смещения и от подтеканий верховодки. Действенным методом профилактики замерзания воды в колодце при высочайшем уровне ее стояния является внедрение аэрации. В колодец устанавливается компрессор для аэрации прудов, созданный для неизменной работы либо включаемый по таймеру. Неизменный поток воздушных пузырьков существенно понижает возможность замерзания воды. Также аэрация воды является одним из действенных методов улучшения свойства воды, за счет окисления органических примесей, недоокисленных соединений металлов и подавления активности анаэробных серобактерий, продукты жизнедеятельности которых присваивают воде соответствующий затхлый запах.

Водоснабжение на привозной воде предугадывает установку накопительного бака для воды. Для эксплуатации в зимних критериях бак для воды быть может установлен в доме, или заглублен в грунт и добавочно утеплен по периметру и по поверхности. Доп горизонтальное утепление грунта сделает теплоизоляцию бака более действенной. Накопительный бак для воды быть может применен и как промежная емкость, для сбора воды из источника с маленьким дебетом (к примеру, колодца).

Более сложным является устройство зимнего водоснабжения из открытых водоемов. При водоснабжении из рек, в особенности из маленьких, с сезонными перепадами уровня воды, со быстрым течением, пожалуй, единственно действенным является устройство водозабора через инфильтрационную галерею, которая устраивается на заглублении вдоль либо поперек русла реки перфорированных бетонных либо пластмассовых труб, или, в простом варианте — из гранулированного минерального наполнителя в геотекстиле. Вода фильтруется из русла реки в инфильтрационную галерею и собирается в приемный колодец (коллектор) откуда подается в дом как из обыденного колодца.  

Для подачи воды из стоячих водоемов, или из подпруженных рек с неизменным уровнем воды и несильным течением может употребляться забор воды насосной станцией на берегу, находящейся в отапливаемой постройке. При повторяющемся либо временном  использовании водозабора (к примеру, при наполнении накопительного бака в доме) вода может поступать через внешний трубопровод, проложенный на опорах по льду с уклоном к водозабору для дренирования опосля всякого использования. Для предупреждения замерзания воды в зоне забора воды и погруженной части трубы употребляется компрессор с аэратором.

Иллюстрация №6 Зимние варианты водозабора на открытых водоемах

Для организации неизменного водозабора в непроточных водоемах лучше применять подводный забор воды в виде притопленного при помощи якорей и поплавков ниже уровня образования льда погружного насоса, или водозаборника береговой насосной станции. При способности водозаборник быть может установлен на неизменном основании на деньке водоема.  Береговая часть водопровода обязана быть проложена при помощи утепленной и подогреваемой трубы.

Индивидуальности внутридомового водопровода для эксплуатации в прохладном климате.

Схема и конструктивные индивидуальности внутридомового водопровода сначала определяется режимом эксплуатации дома. Если в дом будет ежегодно употребляться для проживания, а температура в нем  будет опускаться ниже +17°C, то будет нужно малые коррективы обычных схем водоснабжения, таковых как употребляются в городских критериях.  Если же дом будет эксплуатироваться временами, а отопление будет иметь переменный режим с падениями температур до +3 +5°C, то внутридомовой водопровод будет нужно добавочно защитить от вероятного промерзания в случае погодных экстремумов либо аварийного отключения энергоснабжения во время отсутствия людей. Водопровод в домах, которые будут повсевременно либо временами будут оставаться в прохладное время года  без отопления нужно спроектировать так, чтоб обеспечить резвый и удачный слив воды из всех трубопроводов и систем дома, защитить санитарно-техническое оборудование.

Ввод воды в дом. Во всех вариантах рекомендуется подачу воды в дом производить через отлично утепленный одним из вышеперечисленных способов трубопроводом из полимерных эластичных труб огромного поперечника (1 дюйм), имеющим запасный обогрев при помощи электронного кабеля. Рекомендуется прокладывать сходу две трубы, чтоб при хоть какой нештатной ситуации можно было применять вторую трубу, а не прокладывать поновой новейшую. Двойная труба пригодится и для организации петли неизменного движения воды.  Идеальнее всего применять для ввода воды в дом утепленные ПНД трубы в пенополиуретановой термоизоляции и защите гофрированной трубой со штатным греющим кабелем. При прохождении трубы ввода через неутепленные участки подполья (если таковые имеются) лучше добавочно защищать трубу утепленным коробом.

Выбор труб для прокладки внутридомового водопровода. В домах для неизменного проживания со размеренным круглогодичным отоплением фактически нет ограничений на материал для водопровода, потому что возможность замораживания труб весьма низкая. Но если принимать во внимание вероятные трагедии и нешатные ситуации, лучше применять полипропиленовые трубы необычного западного производства. Такие трубы, в отличие от труб русского, китайского, турецкого и восточноевропейского производства, выполняются из наиболее высококачественного  полимера, владеющего большей эластичностью и прочностью. При краткосрочном замораживании воды в таковых трубах их разрушения может и не произойти, в отличие от труб из наиболее твердого и дешевенького полимера, которые разрушаются почти всегда замерзания в их воды.

Эластичные качественные трубы – бесспорный выбор для домов с переменным режимом отопления и повторяющимся проживанием, где возможность аварий на водопроводе еще выше.

А вот для домов, которые долгое время остаются без отопления можно применять дешевые полипропиленовые трубы, потому что в любом случае при выезде из дома придется сливать воду из всей системы.

В домах с риском замерзания воды в трубах можно применять силиконовый шнур Ice-Loc для компенсации расширения воды при замерзании.

Принимая во внимание возможность аварий и промерзания трубопровода и запорной арматуры в домах, временами остающихся в прохладное время года без присутствия людей, будет нужно доработать запорные шаровые клапаны, обширно применяемые в истинное время. Сокрытая опасность замерзания шаровых клапанов заключается в том, что в закрытом положении шар захватывает часть воды, которая при замерзании просто разрывает клапан. Чтоб избежать этого противного момента можно в одной из стен шара клапана просверлить отверстие для дренажа остаточной порции воды, как показано на схеме ниже. Клапан будет делать свои запорные функции за счет 2-ой стены шара.

Иллюстрация №7 Доработка шарового крана для эксплуатации в прохладном климате

Схема прокладки внутридомового водопровода также зависит от режима эксплуатации дома. Принципное отличие схем для домов с неизменной, переменной либо повторяющейся эксплуатацией состоит в обеспечении удобства и быстроты дренирования водопроводной системы дома. Для дома с неизменным режимом отопления, когда возможность слива воды из всей системы мала, можно разглядеть классическую  схема прокладки водопровода в доме с нижними петлями, прокладкой труб у пола либо в подполье. При редчайшей необходимости слить всю систему довольно будет предугадать  возможность слива воды через подводящую трубу (при водоснабжении не из магистрального водопровода) и возможность подключения компрессора для продувки отдельных ветвей с нижними петлями трубопроводов для слива воды. При отсутствии особых клапанов для подключения компрессора, продувку водопровода можно производить через открытые краны в умывальниках и раковинах.

 В домах, где предусматривается нередкий слив воды из системы при отъезде, схема водопровода обязана быть оптимизирована для резвого и комфортного дренирования.   А именно разводку водопровода можно выполнить верхними петлями, облегчающими слив воды. Верхняя схема разводки воды также дозволяет резвее прогреть трубы при протапливании дома. В неминуемых нижних петлях в нижних точках устанавливается клапаны для слива воды.

Для комфортного слива воды из накопительного водонагревателя на отводящей трубе жаркой воды устанавливается клапан для подсоса воздуха. Слив воды можно создавать через подводящую линию прохладной воды и открытые краны в смесителях, или через установленный перед предохранительным клапаном штуцер с клапаном для подсоединения шланга и слива воды. 

Профилактика замораживания воды во внутридомовом водопроводе.  

Основная профилактика замораживания состоит в поддержании положительной температуры в доме и в местах прохождения трубопроводов. Все трубопроводы при прохождении через неотапливаемые участки должны быть утеплены и снабжены подогреваемыми кабелями.

Одним из методов предупреждения замерзания воды в весьма прохладную погоду либо при наличии участков водопровода, которые нереально обогреть иными методами, можно применить систему замкнутой циркуляции  теплой воды. Таковая система быть может гравитационной, использующая жаркую воду из накопительного водонагревателя либо теплоаккумулятора, либо принудительной, использующей циркуляционный насос либо специальную циркуляционно-нагревательную установку типа ReadyTemp, которая устанавливается в далекой точке водопровода, шунтируя полосы жаркой и прохладной воды, перекачивая и подогревая воду. Устройство потребляет всего 40 Вт электронной мощности и может работать от источника бесперебойного питания при выключении электроэнергии в доме.

Иллюстрация №8.  Система внутридомовой циркуляции воды для предупреждения замерзания воды в прохладное время года в необогреваемых  участках водопровода.

В присутствии в доме людей в мощные морозы можно просто приоткрыть краны жаркой и прохладной воды и пустить воду узкой  струйкой. Открытые краны уменьшат давление передаваемое водой уже при начавшемся образовании льда и понизят степень повреждения водопровода.  Также рекомендуется открыть дверцы шифанеров под мойками и раковинами, чтоб обеспечить циркуляцию теплого воздуха вокруг труб. В воду в унитазе стоит положить кусочек пенопласта либо мягенького дерева, которые демпфируют расширение воды в сливе и предупредят разрушение унитаза. Из бачка воду следует слить.

Методы разморозки замерзших труб.

Если трубы все-же промерзли, то для внешной разморозки можно применять парогенератор, или подавать в трубы жаркую воду под давлением из аппарата для мойки типа Karcher. Квалифицированные сварщики при соблюдении всех мер сохранности могут применять наложение электродов сварочного аппарата на замерзшие участки железных труб при малой силе тока.

Такие методы как подогрев труб пламенем горелки, строительным феном, включение греющих кабелей, заливка в трубы жаркой воды обычно неэффективны.

Индивидуальности конструкции локальной канализации для прохладного атмосферного климата.

Чтоб локальная сточная канава исправно работала в прохладное время года, вода  в канализационных трубах и в полях фильтрации не обязана леденеть, а в септике обязана поддерживаться температура, пригодная для жизнедеятельности населяющих его микробов. Задачи в зимнюю пору довольно изредка появляются в повсевременно эксплуатируемом доме, грунт под которым прогрет либо не успел промерзнуть, а стоки в сточную канаву поступают часто, при условии достаточной термоизоляции канализационных труб и септика.   В норме септик не считая геотепла обеспечен и доп теплом, производимым во время био распада органических веществ в сточных водах. Но ситуация может ухудшится при долгих перерывах в эксплуатации канализации и при недостающем ее утеплении. В этом случае микрофлора септика подавляется, а количество вырабатываемого тепла понижается. Также заморочек могут появиться при поверхностном заложении канализационных труб.

В качестве мер профилактики замерзания канализационных труб и септика рекомендуется выполнить профилактическое утепление грунта над канализационными трубами и септиком. При поверхностном заложении труб (к примеру, при септиках поверхностной конструкции) их нужно убрать в утепленные короба. Канализационные трубы можно оснастить системой кабельного обогрева, при которой кабель  помещается во внутренний просвет трубы и выпускается в септик. Таковой обогрев послужит профилактикой замерзания сточных вод при редчайшей и незначимой эксплуатации и поможет сохранить биологическую активность микрофлоре септика. В аэротенках содержимое защищено от замерзания за счет активной аэрации и движения среды.

Для доборной защиты септика, полей фильтрации и канализационных труб в зимнее время не стоит убирать снег над ними. Напротив, рекомендуется выставить щиты для снегозадержания. Также можно заблаговременно утеплить поверхность над септиком мешками с листьями, опилками, травкой, укрыть сеном.

Иллюстрация №12.  Зимняя сточная канава.

Короткие выводы.

Эксплуатация пригородного дома в прохладном климате просит особенного внимания к предупреждению замерзания воды в водопроводной и канализационной системе.
При строительстве дома в прохладном климате рекомендуется заблаговременно найти режим его эксплуатации и, в согласовании с ним, спланировать систему водоснабжения дома.
 Современные технологии разрешают отыскать адекватное техническое решение для обеспечения круглогодичного водоснабжения дома даже в самых грозных погодных критериях и предупредить значимые утраты вследствие замерзания воды в водопроводе при аварийных и нештатных ситуациях.  

 

[1] Вода под давлением может оставаться водянистой и при температурах ниже 0°C. Исследования Института Иллинойса проявили, что практически вода под давлением леденеет в неутепленных водопроводах в подвалах домов при достижении температуры минус 6,6 °C. Также замерзанию воды при отрицательных температурах препятствует ее движение по трубам.