Как спроектировать и смонтировать водоснабжение частного дома

Горячее водоснабжение

За нагрев воды могут отвечать:

Прибор	Описание и ключевые свойства
Электрический бойлер	Для нагрева воды в теплоизолированном баке используется ТЭН. Бойлер обеспечивает исключительно стабильную температуру воды, но лидирует по стоимости киловатт-часа тепловой энергии (3-6 рублей в зависимости от местных тарифов). Часть энергии тратится на компенсацию утечек тепла через стенки бака.
Бойлер косвенного нагрева	Бак с теплообменником подключается к отопительной системе и использует для нагрева воды теплоноситель. Летом теплоноситель циркулирует по малому контуру — от котла к бойлеру. Прибор работает с любым типом котлов.
Проточный электрический нагреватель	Для него характерны значительная нагрузка на проводку (мощность приборов варьируется от 3,5 до 24 кВт), компактность и относительная экономичность по сравнению с бойлером: проточнику не нужно поддерживать заданную владельцем температуру воды в баке. Регулировка температуры воды на выходе у младших моделей водонагревателей оставляет желать лучшего: она настраивается ступенчатым изменением мощности и настройкой напора с помощью крана.
Проточный газовый нагреватель (колонка или двухконтурный котел)	Нагрев воды газовым оборудованием наиболее экономичен (до 70 копеек за киловатт-час тепла). К недостаткам можно отнести низкую точность регулировки температуры у энергонезависимых котлов и колонок с механическими термостатами.

Материалы

Какие материалы применяются для разводки воды в коттедже?

Давайте вспомним, с какими параметрами работает система автономного водоснабжения.

Давление не превышает 4,5 кгс/см2. При необходимости (например, при подключении коттеджа к магистральному водопроводу в условиях многоэтажной застройки) оно ограничивается редуктором давления;

Типичное давление в водопроводе ХВС

• Температура горячей воды устанавливается владельцем и не превышает 75 градусов;
• Гидроудары в небольшом замкнутом контуре исключены.

Раз так, системе водоснабжения не нужен значительный запас прочности. При ее монтаже можно использовать недорогие полимерные и композитные материалы, обладающие солидным сроком службы при минимальной стоимости:

Полипропиленовые трубы с фитингами под приварку;

Разводка воды в доме автора выполнена полипропиленовыми трубами

• Металлопластиковые трубы с компрессионными и пресс-фитингами;
• Сшитый полиэтилен (PEX) на компрессионных фитингах и использующих эффект молекулярной памяти штуцерах;
• Термостойкий полиэтилен PERT с муфтовыми привариваемыми фитингами.

Скрытая коллекторная разводка выполняется трубами PEX

Система водоподготовки

Проведение анализа качества добываемой воды позволяет сделать вывод о необходимости ее очистки. Наличие бактерий и механических примесей является основанием для установки системы фильтрации.

Также вода в колодце или скважине может содержать различные химические элементы, избыточное содержание которых может вредить здоровью. Наиболее часто встречается превышение в составе воды кальция и железа. В первом случае это может приводить к проблемам с бытовой техникой, на которой появляется накипь.

Эффективность системы водоподготовки

Система водоподготовки может занимать существенную площадь, что следует учитывать еще на стадии  проектирования здания.

Система водоподготовки в загородном строении

Особенности разводки в многоэтажном доме

Количество стояков из-за наличия 2-го или 3-го этажей не увеличивается, но усложняется схема подключения, так как отводы присутствуют на всех этажах. Для многоэтажных домой существует свой «кодекс», изложенный в документах СНиП.

По правилам, функционально одинаковые помещения должны находится друг над другом. В основном это относится к санузлам, так как кухня в частном доме обычно одна

Длина стояков увеличивается и наличие фановой трубы становится обязательным. Она выводится над кровлей примерно на 1,2-1,5 м в высоту. Вместо фановой трубы иногда используют вакуумный клапан.

Защиту стояка в перекрытиях осуществляют с помощью компенсаторов, необходимых для подавления линейного расширения. Остальные принципы установки, а также подключения отводов сохраняются.

В одноэтажных коттеджах и дачных домах цоколь обычно используют в качестве погреба или кладовки. В многоэтажных домах в подвале нередко устраивают гаражи, бассейны, гостевые комнаты

Для подвалов и цокольных этажей, оборудованных туалетами, существуют свои правила. Если унитаз находится ниже уровня очистного сооружения, для перемещения сточных масс потребуется фекальный насос.

Система откачки дороже самотечной и является энергозависимой, что имеет свои минусы, особенно при частых перебоях  электроснабжения.

Типы скважин для частного водопровода

Непригодная для питья верховодка вполне подойдет для полива огорода, уборки и подобных нужд. Получить ее проще и дешевле путем устройства скважины-иглы, называемой также абиссинским колодцем. Он представляет собой колонну толстостенных труб ВГП Ø от 25 до 40 мм.

Абиссинский колодец – самый простой в исполнении и дешевый способ получения воды для временного снабжения дачного участка

Первое звено колонны оснащается наконечником и фильтром, устроенным прямо в стенках водо-газопроводной трубы. Абиссинскую скважину не бурят, а забивают в грунт с помощью увесистой бабы, которую присоединяют к тросу, перекинутому через блок.

Это самый дешевый и легкий способ получения воды для временного водоснабжения. Для дачников, нуждающихся исключительно в технической воде и только в летний период.

Скважины на песок могут поставлять воду как для технических, так и для питьевых целей. Все зависит от конкретной гидрогеологической обстановки на загородном участке.

Если водонос сверху перекрывает слой водоупорных грунтов, то вода вполне может оказаться питьевого разряда.

Препятствующие проникновению воды грунты водоупора пресекают проникновение бытовых стоков. Если вмещающий воду песок не имеет природной защиты в виде суглинка или твердой супеси, о питьевом назначении вероятнее всего придется забыть.

Стенки скважины укрепляют колонной стальных обсадных труб, соединенных между собой муфтами или сварным швом. В последнее время активно используется полимерная обсадка, востребованная частниками из-за доступной цены и устойчивости к коррозии.

Конструкция скважины на песок предусматривает установку фильтра, исключающего проникновение в ствол гравия и крупной песчаной взвеси.

Устройство скважины на песок обойдется значительно дороже абиссинского колодца, но дешевле бурения выработки в скальных грунтах

Рабочая часть скважинного фильтра должна выступать за пределы водоносного пласта сверху и снизу минимум на 50 см. Т.е. ее длина должна быть равна сумме толщины водоносного пласта и как минимум 1 м запаса.

Диаметр фильтра должен быть на 50 мм меньше диаметра обсадной трубы, чтобы его свободно можно было погрузить и извлечь из ствола для прочистки или ремонта.

Без фильтра и частично без обсадки могут обойтись скважины, ствол которых заглублен в скальный известняк. Это наиболее глубокие водозаборные выработки, извлекающие воду из трещин в коренной породе.

Служат они дольше аналогов, заглубленных в песок. Им не свойственен процесс заиливания, т.к. в толще вмещающих воду грунтов нет глинистой взвеси и мелких песчинок.

Риск бурения артезианской скважины заключается в том, что зону трещиноватости с подземной водой можно не обнаружить

Обсадка артезианских скважин устраивается по телескопическому принципу. Каждый нижележащий ярус конструкции должен быть на 50 мм уже предыдущего.

На глубине свыше 100 м допустимо применение асбестоцементных труб или проходка скважины вовсе без обсадки, если скальные стенки гидротехнического сооружения нет необходимости укреплять.

Если артезианской скважиной пройдено больше 10 м трещиноватой скальной породы, вмещающей подземные воды, то фильтр устанавливается. Его рабочая часть обязана перекрыть всю поставляющую воду толщу.

Схема системы водоснабжения автономного дома с одним фильтром характерна для артезианских скважин, не требующих многоступенчатой очистки воды

Материалы

Какими материалами лучше монтировать отопление частного дома, горячее водоснабжение и разводку холодной воды?

Условия эксплуатации

Отопление и водоснабжение дома с автономным нагревом воды эксплуатируются в тепличных с точки зрения нагрузок условиях:

• Давление в контуре ГВС равно давлению в магистрали холодного водоснабжения и обычно варьируется от 2 до 6-7 кгс/см2;
• В системе отопления давление еще ниже — 1,5 — 2,5 атмосферы;

Типичное давление в автономном отопительном контуре

• Гидроударов нет, и при минимальной вменяемости владельца дома быть не может;
• Как и отопление дома, водоснабжение не нагревается свыше 75 градусов.

Выводы? И трубы, и отопительные приборы можно подбирать без учета запаса прочности на случай форс-мажорных обстоятельств, ориентируясь только  на штатные параметры работы.

Трубы

Какими трубами лучше монтировать водоснабжение — отопление дома своими руками?

С точки зрения автора, наилучший выбор — полипропилен. На холодной воде используются трубы без армирования с рабочим давлением PN 10 и выше, на ГВС и отоплении — армированные алюминием или фиброй с номинальным давлением PN 20 — PN 25.

Водоснабжение — отопление в доме из бруса смонтировано полипропиленовыми трубами

Фото наглядно демонстрирует удлинение полипропиленовой трубы без армирования при нагреве

Как сделать водоснабжение и отопление дома из полипропиленовых труб (см. Монтаж системы водоснабжения из полипропиленновых труб)? Они соединяются низкотемпературной пайкой с помощью паяльника с тефлоновыми насадками.

Инструкция по монтажу соединения довольно проста:

1. Установите насадку соответствующего трубе размера;
2. Разогрейте паяльник до рабочих 260 градусов;
3. Если используете армированную алюминием трубу — зачистите армирование в области пайки шейвером. Зачистка позволит фитингу свариться с внутренней полимерной оболочкой трубы и исключит ее расслоение из-за коррозии алюминия;

Зачистка шейвером алюминиевого армирования

1. Наденьте фитинг на насадку и одновременно вставьте в нее с другой стороны трубу;
2. Через 5 секунд (для диаметра 16-20 мм) снимите детали с насадки, соедините их поступательным движением и зафиксируйте;
3. Как только расплав пластика схватится — можно переходить к следующему соединению.

Монтаж фитингового соединения на полипропилене

Отопительные приборы

В качестве отопительных приборов мы рекомендуем использовать алюминиевые секционные радиаторы. Они совмещают великолепную теплоотдачу на секцию (при стандартном размере в 500 мм по осям коллекторов — до 205 ватт) с очень демократичной стоимостью (от 240 рублей).

Эти недорогие отопительные приборы обладают великолепной теплоотдачей

Пошаговый алгоритм работ

Как сделать разводку воды в квартирах? Для замены старого водопровода в квартире можно обратиться к профессионалу и вам не придётся выбирать материал, схему разводки и проводить монтаж системы, однако, такие услуги стоят довольно дорого. В свою очередь, организация разводки воды в квартире своими руками требует тщательного соблюдения строительных норм и правил. Это мероприятие подразделяется на несколько основных этапов:

Вначале специалисты рекомендуют подготовить план будущих работ. Такой план должен включать в себя два основных пункта:

• выбор материала. Многих людей интересует один вопрос: какие трубы выбрать для водопровода? Трубы могут быть изготовлены из металла, металлопластика или пластмассы. Каждый материал отличается своими особенностями, которые необходимо внимательно изучить, чтобы не столкнуться в будущем с неожиданными проблемами. Какой материал лучше подходит для монтажа водопровода: полипропилен или металлопластик? Для самостоятельной разводки водоснабжения наиболее подходят металлопластиковые трубы. Смонтировать металлопластиковую коммуникацию довольно просто, поэтому такая работа по силам даже новичку. В любом случае для водопроводов полипропилен или металлопластик подходят как нельзя лучше;
• выбор схемы разводки воды в квартире. Схема монтажа водопроводной коммуникации определяется в зависимости от типа многоэтажной постройки. На сегодняшний день наиболее популярными являются две схемы: последовательная и параллельная. Последовательная схема разводки применяется в том случае, если напор воды в квартире всегда стабилен, однако, такое встречается крайне редко. Поэтому чаще всего для монтажа водопроводной конструкции используют второй вариант, а именно: параллельную или же коллекторную разводку водопровода и канализации.

Коллекторная система разводки — современный и более практичный вариант, в такой водопроводе давление будет стабильным

Расчёт фитингов и других вспомогательных элементов, а также показателя сечения трубопровода. Рекомендуется перед каждым источником водозабора устанавливать перекрывающие краны

Важно запомнить, что показатель сечения труб должен быть меньше, чем у соединительных элементов

Четвёртый пункт схемы включает в себя перечень необходимых для проведения разводки инструментов.

Демонтаж старой коммуникации и прокладка новой

Во время демонтажа старой конструкции очень важно позаботиться о соблюдении показателя сечения всех выходов и труб, иначе придётся использовать специальные переходные муфты

Как правило, в стандартных квартирах комнаты, где располагаются водопроводные конструкции, имеют ограниченную площадь. В связи с этим предпочтение рекомендуется отдавать наиболее компактному варианту прокладки водоснабжения. Как уже говорилось выше, для водопровода в квартире можно использовать трубы из разных материалов.

Разделение по принципу подачи воды

Установка системы ГВС и ХВС может проводиться двумя способами:

С «глухой» разводкой. Труба подачи воды в последнюю водозаборную точку заканчивается тупиком. Такая схема более выгодна для экономии пространства и с экономической точки зрения, но может создавать неудобства при эксплуатации водопровода. Вода в последний узел будет поступать с задержкой, и только после того, как дойдет до заглушки, она начнет поступать в кран.

С замкнутой циркуляционной разводкой. При этом способе вода постоянно движется по кругу, имеет одинаковую температуру в каждой точке системы и поступает к пользователю сразу после открытия крана

Особенность этого метода разводки целесообразно использовать именно для системы горячего водопровода — в ней важно не допускать резких скачков температуры.

Чтобы излишне не усложнять водопроводную разводку в доме, рациональнее использовать комбинированный вариант. Холодную систему водоснабжения выполняют с помощью глухой разводки, горячую — с помощью циркуляционной.

На простой схеме сразу видны различия разных схем водоснабжения: 1 — стандартная, «глухая»; 2 — с принудительной циркуляцией; 3 — «глухая» с использованием коллектора

Зачем нужен гидроаккумулятор

И колодец, и скважина могут обладать недостаточным дебитом (см. Дебит скважины – как узнать, хватит ли вам воды). Иными словами, они не всегда в состоянии выдать за один прием столько воды, сколько вам нужно. Иногда эта проблема возникает не сразу, а через несколько лет эксплуатации источника.

Логично, что в таком случае в доме должен быть запас воды. Но не в ведрах и банках, а в самой системе. И это реально осуществить, если включить в схему водоснабжения гидроаккумулятор или накопительный бак.

Преимущества гидроаккумулятора

Накопительный бак – это, как говорится, «прошлый век». Он неудобен и не практичен.

Судите сами:

• Устанавливать его нужно над помещениями-водопотребителями, то есть, на чердаке. Это значит, что он нуждается в утеплении, иначе зимой вода будет замерзать.
• Никто не отменяет риск протечек и переполнения бака. Это редко, но случается. Последствия представить несложно.
• Вода из накопительного бака поступает к приборам под давлением собственного веса. А этого недостаточно для нормальной работы сантехприборов и особенно бытовой техники – стиральной и посудомоечной машины.

Система водоснабжения с накопительным баком

Напрашивается очевидный вывод: включать в систему накопительную емкость имеет смысл только в небольших домах для летнего использования, не оборудованных современными приборами. Если же вы живете в доме постоянно, вам больше подойдет схема водоснабжения от гидроаккумулятора.

И вот почему:

• Это более совершенное устройство – оно позволяет настраивать давление в системе в соответствии с вашими потребностями;
• Гидробак тоже должен стоять в теплом помещении, но эту задачу решить проще, так как его не нужно поднимать на самую высокую точку. Для установки подойдет и кессон над скважиной, и подвал дома, и любое техническое помещение;
• Соответственно, и возможные протечки не так страшны: вода не намочит перекрытия, не испортит ремонт и мебель.

Система водоснабжения с гидроаккумулятором

Как он работает

Гидроаккумулятор – это герметичная емкость, разделенная внутри на две секции. В качестве разделителя может выступать резиновая диафрагма или полая «груша».

В одну секцию поступает вода, а в другой находится воздух, который по мере наполнения первой секции сжимается, создавая давление на диафрагму.

Устройство гидроаккумулятора

По мере опустошения бака при разборе воды, давление воздуха падает. Когда оно достигает предельного минимального значения, срабатывает реле давления, которое запускает насос. Он снова накачивает в бак воду, пока давление не достигнет максимума.

Гидроаккумулятор с реле давления и манометром

В результате:

• Мы имеем постоянный напор в системе;
• Насос не включается при каждом повороте крана, поэтому его детали меньше изнашиваются и служат дольше;
• Схема водоснабжения гидроаккумулятором позволяет всегда иметь запас воды на случай её большого разбора и неспособности источника выдать нужный объем единовременно.

Объем бака выбирается исходя из потребностей семьи. Он может быть и 5, и 500 литров.

Это интересно: Клумбы своими руками из подручных средств: разбираемся в вопросе

Нагрев воды

Как организовать горячее водоснабжение нового дома? Самое простое и популярное решение — установка электрического бойлера.

Бойлеры электрические

Его единственный недостаток — достаточно высокая стоимость тепловой энергии (по нынешним тарифам 3-6 рублей за киловатт-час).

Он компенсируется:

• Относительной компактностью водонагревателя;
• Простотой монтажа и подключения;
• Стабильной температурой воды на выходе;
• Умеренной (1-3 кВт) нагрузкой на сеть.

Входной патрубок бойлера подключается к подводке ХВС, выходной — к ГВС. На входе монтируется односторонний предохранительный клапан, выполняющий функции собственно предохранительного и обратного. Зачем он нужен?

На фото — бойлер с группой безопасности перед входным патрубком

Дело в том, что вход бойлера открывается в его внутренний бак чуть выше дна. Подача холодной воды в нижнюю часть бака обеспечивает сохранение ее теплового расслоения  и дает возможность отбирать горячую воду из верхней части замкнутого объема. Но если магистральный водопровод отключается и сбрасывается, вместе с холодной водой в него уйдет и содержимое бойлера.

Принципиальная схема работы электробойлера

Обратный клапан на входном патрубке решает эту проблему, но порождает новую. При нагреве воды в замкнутом контуре ее давление начинает стремительно расти благодаря тепловому расширению. Чтобы предотвратить повреждение бойлера, предохранительный клапан сбрасывает избыточный объем воды в дренаж.

При большом объеме бойлера в контур ГВС дополнительно устанавливается расширительный бачок: для водоснабжения дома он играет роль демпфера, вмещающего избыточный объем горячей воды без ее потери.

Кроме бойлера, горячее водоснабжение собственного дома можно обеспечить с использованием других видов водонагревателей:

Изображение	Описание
Патрубки для подключения газовой колонки к воде и газу	Проточный газовый нагреватель на магистральном газе обеспечивает минимальную стоимость тепла. Он подключается между подводками ХВС и ГВС с обязательной установкой крана на входном патрубке. Недостаток колонок с механическими термостатами — крайне низкая точность регулировки температуры горячей воды.
Котел с дополнительным теплообменником ГВС	Газовый котел с встроенным проточным нагревателем (двухконтурный) — прекрасная альтернатива газовой колонке. Современные турбированные котлы способны обойтись без использования дымохода или вентканала,  отбирая воздух с улицы и отводя туда же продукты сгорания по коаксиальной трубе.
5-киловаттный проточник	Проточные электрические нагреватели экономичнее бойлеров, поскольку не хранят запас нагретой воды и не рассеивают тепло через теплоизоляцию бака. Однако при мощности от 3,5 до 24 кВт они требовательны к возможностям проводки.
Принципиальная схема ГВС и отопления с косвенником	Бойлеры косвенного нагрева могут эксплуатироваться с любым отопительным оборудованием: для нагрева воды они используют проходящий через внутренний теплообменник теплоноситель.
Схема водоснабжения, использующая для нагрева воды солнечные коллекторы	Солнечный коллектор использует для нагрева воды инфракрасную часть солнечного спектра. Неприятные особенности водоснабжения дома с коллекторами — в нестабильности их тепловой мощности, зависящей от времени суток и текущей погоды, поэтому система ГВС дополняется теплоаккумулятором и вспомогательным источником тепла.

Особенности устройства наружной сети

Комплекс сооружений, позволяющий доставить воду от источника до конечного потребителя, называют наружной системой водоснабжения.

Основные требования, которые к ней предъявляются, это:

• Экономичность;
• Экологическая надёжность;
• Бесперебойность работы с учётом роста потребления ресурса;
• Обеспечение питьевого качества и необходимого напора воды.

Сеть состоит из магистрального и распределительного трубопроводов: первый осуществляет транспортировку воды в жилые кварталы и микрорайоны, второй – к пожарным гидрантам.

По конфигурации сеть может быть:

1. Тупиковой — то есть, с разветвлённой структурой;

Что такое тупиковая сеть

1. Кольцевой (с замкнутым контуром).

Определение кольцевой сети

Состав трубопроводов

Естественно, основным материалом для магистралей являются трубы. Варианты могут быть разными, на выбор влияют климатические и гидрогеологические условия местности, сейсмичность, расчётные нагрузки и гидростатическое давление.

Небольшая инструкция по видам труб представлена в таблице:

Разновидность труб	Условия применения
Чугунные	Благодаря долговечности сплава, чугунные трубы очень широко применяются для прокладки наружных трубопроводов. Минус их заключается в том, что они плохо противостоят динамическим нагрузкам.
Асбоцементные	В отличие от металлических труб, асбоцементные абсолютно не поддаются коррозии. К достоинствам можно отнести высокую прочность и низкую теплопроводность. Минус тот же, что и у чугуна – низкая сопротивляемость нагрузкам динамического характера.
Железобетонные	ЖБ трубы имеют высокую прочность и самый большой диапазон диаметров. Поэтому их чаще всего используют для прокладки трубопроводов высокого давления.
Полиэтиленовые	Полиэтиленовые трубы и прочны, и легки, и имеют высокую коррозионную устойчивость. Недостаток один – высокий коэффициент линейного расширения.
Стальные	В стальных трубах объединены все достоинства вышеперечисленных вариантов. Высокая подверженность коррозии компенсируется нанесением цинкового или другого вида покрытий.

Кроме непосредственно труб, магистрали оснащаются разного рода арматурой:

1. Запорно-регулирующей (вентили и задвижки);
2. Предохранительной (обратные и редукционные клапаны, воздушные вантузы);
3. Водоразборной (колонки, выпуски, гидранты);
4. Компенсаторами.

Запорная арматура

В сети так же проектируются колодцы и камеры, в которых эта самая арматура и устанавливается. В основном, их стоят из монолитного или сборного железобетона.

• Защиту трубопроводов от динамических нагрузок может обеспечить только правильная глубина заложения.
• Низ трубы обязательно должен находиться дальше отметки промерзания грунта, а её верх должен быть закрыт минимум метровым слоем земли.

Установка тройника своими руками на развилке трубопровода

• В местах поворотов и разветвлений трубопроводов, на них монтируют фасонные части, а для защиты от внутреннего давления, в этих местах устанавливают специальные упоры.
• В тех местах, где магистраль пересекается с автомобильной или железной дорогой, прокладку труб осуществляют в путепроводах, либо под насыпями в водопропускных трубах.

Водопроводные трубы в защитном футляре

Как вариант, предусматривается футляр в виде другой трубы, диаметр которой на 30 см больше тубы водопроводной.

Подготовка воды

Крайне редко вода изначально имеет хорошее качество и не требует дополнительной очистки. Чаще всего анализы показывают, что использовать воду для питья можно только после проведения комплексных мероприятий по очистке.

Кроме качества воды в самом источнике, на выбор способов очистки влияют местные условия, назначение водопроводной сети, экономическая целесообразность и производительность очистной станции.

Перечень методов очистки выглядит примерно так:

Категория обработки воды	Современные методы достижения результата
Осветление	Коагуляция (в свободном объёме или в смесительных камерах); Отстаивание; Фильтрование.
Обеззараживание	Хлорирование; Озонирование; Бактерицидное облучение.
Специальные виды обработки	Умягчение (удаление солей); Обезжелезивание; Стабилизация (подкисление, фосфатирование, рекарбонизация); Охлаждение; Обессоливание.