На какую глубину закапывать водопроводную трубу в частном доме, чтобы избежать промерзания зимой

В индивидуальных домах при отсутствии магистрали центрального водоснабжения, забор воды производят из скважин и колодцев, подводя трубы под землей от фундамента строения к источнику. При проведении работ важно знать, на какую глубину закапывать водопроводную трубу в частном доме — это позволит снизить материальные затраты при земляных работах и избежать промерзания водопровода в зимнее время.

При использовании современных технологий, утеплением трубопроводов с помощью электрического кабеля или теплоизоляторов можно значительно уменьшить глубину залегания магистрали — это будет удобно при ремонтных работах в случае протечек. Однако незначительная глубина прокладки водопроводных труб также нежелательна — вода при поверхностном расположении линии будет нагреваться в летнее время, что противоречит нормам СанПиН 2.1.4.1074-01. Если питьевая вода будет иметь высокую температуру, в ней будут развиваться вредные микроорганизмы.

Рис. 1 Как выкапывается траншея для водопровода

На какой глубине прокладывать водопровод

Строительными нормами и правилами (СНиП 2.04.02-84) оговаривается глубина размещения трубопроводов не менее 0,5 от поверхности земли — это предотвращает повреждение магистрали от давления на почву транспортными средствами и тяжелой техникой. Такая же глубина погружения трубопроводов в 0,5 метра установлена нормативами от точки промерзания грунта в данном районе, поэтому неизолированные трубы в большинстве случаев закапывают на глубину от 1,8 до 2-х метров.

Для каждой области разработана карта промерзания почвы, несложно найти по ней свое местонахождение с глубиной промерзания, и увеличив расстояние еще на полметра вглубь гарантированно избежать замерзания воды в трубах на этой глубине.

Следует отметить, что в отличие от канализационных систем, которые можно разморозить горячей водой, замерзание водопровода индивидуального дома зимой, если он проложен на малой глубине, приведет к отсутствию воды и невозможности дальнейшего проживания, поэтому к заглублению водопровода следует отнестись с полной ответственностью.

Рис. 2 Карта промерзания почвы в Московской области

От чего зависит глубина

В СНиП перечислены некоторые факторы, влияющие на определение заглубления, которые нужно учитывать при погружении в грунт водопроводной линии, к ним относятся:

• Глубина залегания кессонного колодца над источником забора воды. Данный фактор оказывает влияние на расположение точки вхождения трубопровода в грунт через стенки кессона, обычно напорную трубу монтируют как можно ближе к поверхности дна.
• Степень кольцевой жесткости материала изготовления трубопровода влияет на его устойчивость к давлению грунта на стенки, которое может привести к повреждению трубопровода. Фактор необходимо учитывать при прокладке пластиковых водопроводных трубопроводов больших диаметров, предельное заглубление которых не превышает 8 метров.
• Характеристики грунта (рыхлый, глинистый, каменистый), наличие растительного покрова, присутствие и уровень грунтовых вод.
• Установка тепловых изоляторов или электрического кабеля для подогрева воды внутри труб или снаружи водопровода позволяет существенно уменьшить заглубление, для его точного определения в этом случае требуется проводить сложные расчеты.
• Место расположения точки ввода наружной магистрали в дом через его фундамент — чем она ниже, тем больше глубина заложения водопровода.
• Температура воды в источнике водозабора.
• Климатические условия региона — нижний температурный предел в зимнее время и наивысшая температура летом, количество выпадающих осадков.

Рис. 3 Карта промерзания грунта России

На какую глубину закапывать водопроводную трубу в частном доме — как правильно рассчитать

Глубина траншеи под водопровод зависит от климатических условий местности, поэтому основным документом для ее расчета является карта глубин промерзания. Данную информацию можно получить из интернет источников, воспользовавшись приложением к карте России, где более точные данные температуры земли приведены для различных городов с учетом структуры грунта.

При водозаборе из скважин для размещения насосного оборудования часто используют кессонные ямы, в которых прокладка водопроводной трубы в направлении фундамента строения происходит через стенки кессона.

Если глубина прокладки водопровода от промерзания имеет существенную величину, придется углублять кессон на соответствующее расстояние — это приведет к дополнительным финансовым расходам на строительство и неудобствам при пользовании ямой. Выходом из положения является вариант теплоизоляции утеплителем водопровода, позволяющий снизить глубину его закладки.

Чтобы определить, на какую глубину закапывать водопровод в этом случае, необходимо провести расчеты по формулам, учитывающими температуру воды и грунта в зимнее время на заданной глубине. Если с водой при наличии обычного термометра проблем не возникает, по измерение температурных параметров грунта на необходимой глубине довольно проблематично. Поэтому оптимальный вариант — получение информации о допустимой глубине залегания водопровода в зимнее время с данным материалом и толщиной утеплителя у производителя или продавца теплоизолирующей оболочки.

Второй способ — самостоятельный расчет утеплителя с использованием формул по известной стандартной методике (СНиП 2.04.14-88 пункт: Расчет тепловой изоляции) затруднен. Приведенные в ней формулы и методология разработаны только для определения параметров изоляционной оболочки от охлаждения окружающей средой трубопроводов с температурой рабочего тела от +20º до +300º С.

Рис. 4 Монтаж наружного водопровода при водозаборе из колодца — схема

В сети можно обнаружить белорусский Технический кодекс установившейся практики ТКП 45-4.02-129-2009. В пункте 3.10 приведены инженерные формулы расчета толщины теплоизолирующего материала для предотвращения замерзания (твердения) жидкости в течение определенного времени при остановке ее движения или времени до начала замерзания в трубопроводе. Формулы имеют сложный вид и рассчитаны на использование специалистами, к тому же они предназначены для подсчета параметров изоляции трубопроводов, расположенных на поверхности земли или внутри помещений (одним из вводных показателей является скорость ветра).

Более быстрый и эффективный способ определения параметров теплоизоляции — использование онлайн калькуляторов, но и в этом случае сложно подобрать калькулятор, способный проводить данные расчеты.

Радикальный и дорогой способ решить проблему расчетов — использовать тепловой электрический кабель, его теплоотдача рассчитывается в ваттах на метр, нужную длину и мощность для предотвращения замерзания во время покупки товара укажут менеджеры по торговле. Преимуществом кабеля является возможность регулировки его температуры вручную или автоматически, поэтому кристаллизация воды в линии с проложенным нагревательным элементом маловероятна при любых ошибках в расчетах.

Также при расчете глубины могут быть полезны коэффициенты, отражающие зависимость расстояния, на котором земля промерзает, от состава почвы:

• для песчано-гравийных грунтов показатель берется равным 1;
• для супесчаных — 1,25;
• в суглинистых и глинистых грунтах показатель — 1,5;
• в торфяных — около 2.

Рис. 5 Схема подключения и глубина заложения водопровода при подаче воды из скважины

С чего начать работы

Для проведения землеройных работ в первую очередь необходимо определиться с технологией выемки грунта, которая включает в себя ручные и механические способы.

При рытье траншеи под водопровод в основном используют спецтехнику — ручная выемка больших объемов грунта экономически нецелесообразна, она отнимает много сил и времени и стоит в 2 раза дороже, если нанимают рабочих со стороны, а не пытаются откапывать ров своими руками.

Для закладки трубопровода на небольшие глубины до 1 метра применяют бытовые мотоблоки со специальными ленточными (цепными) насадками, траншеекопатели или грунторезы, имеющие небольшие габариты и массу, ширина рва при этом составляет 15 — 20 см. При использовании специальной техники для рытья траншей — бар, осуществляющих извлечение грунта ленточным или цепным механизмом с лопатками, достигают глубину выемки до 2-х метров при ширине канала около 30 см.

Если водопровод заглубляют на расстояние больше 2-х метров, параметры ширины и глубины траншеи возрастают, применяемые для прокапывания на большие глубины мини-экскаваторы формируют ров шириной около 50 см.

Рис. 6 Специальная техника для рытья траншей: мотоблок, траншеекопатель, баровая насадка, мини-экскаватор

Как копать траншею под водопровод

При проведении земляных работ желательно соблюдать следующие основные рекомендации:

• Проводить траншею необходимо по кратчайшему пути между точкой водозабора и входом в дом, если в магистрали присутствуют ответвления, их располагают под прямым углом к главной линии.
• Согласно СНиП ширина канала должна составлять не менее 70 см., на практике достаточно размеров около 50 см.
• Если погружной электронасос не оснащен обратным клапаном, то можно спускать воду из системы обратно в скважину или колодец, при этом угол восходящего уклона возрастает с уменьшением диаметра и составляет около 50 мм. на 1 погонный метр труб стандартного однодюймового сечения.
• Строительными нормами запрещается размещать в одной траншее водопроводную и канализационную магистраль — они должны находиться на расстоянии не менее 1,5 метра друг от друга.

Земляные работы по выемке грунта и монтажу труб проводят в следующем порядке:

• У стенок колодца или кессона, из которых происходит водозабор, выкапывают нужное углубление в земле (шурф) шириной 100х100 см.
• Между колодцем и входом в фундамент протягивают шнур, отмечающий направление траншеи, чтобы он при работах не был поврежден, его привязывают к отрезам арматуры через 3 – 5 метров, которые после подхода техники извлекают из земли. Иногда линию к дому дополнительно выкладывают на земле подручными предметами, которые при рытье убирают.
• При помощи спецтехники выкапывают траншею нужной глубины шириной 20 — 50 см. (зависит от вида выбранных машин), располагая извлеченный грунт на расстоянии не менее 2 — 3 м. от места раскопок во избежание обрушения стенок.
• После прокапывания канала на его дно засыпают слой песка толщиной 5 — 10 см. и затем укладывают трубопровод на песчаную подушку, засыпая обратно извлеченный грунт.

Рис.7 Как укладывают трубы в канавы для водоснабжения с использованием спецтехники

• Для повышения теплоизоляции можно накрыть трубы рубероидом, остатками утеплителя после ремонтных работ или засыпать керамзитом слоем в 20 — 50 см.
• В вырытых шурфах производят подсоединение магистрали к скважинному или колодезному насосу через отверстие, просверленное в стенках колодца перфоратором, аналогичным способом осуществляют подключение к линии дома через отверстие в фундаменте.
• Подсоединение трубопровода в зависимости от материала изготовления производят разными способами — если используют трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД), отрезки соединяют разборными компрессионными фитингами или, если позволяет бюджет, электросварными фитингами, концы стальных труб обычно сваривают друг с другом.
• После укладки водопровода и засыпания каналов и выемок землей, траншею утрамбовывают во избежание дальнейшего проседания и накрывают ранее поднятым дерном.

Преимущества ПНД по сравнению с металлическими трубами, влияющие на глубину их прокладки

Как правило, в индивидуальный дом прокладывают водопровод из пластиковых труб, чаще используют полиэтилен низкого давления (ПНД трубу), имеющий одно существенное преимущество перед своими синтетическими аналогами: полипропиленом (ПП) поливинилхлоридом (ПВХ) сшитым полиэтиленом (РЕХ), используемым в металлопластиковых трубах.

Рис. 8 Шурфы и траншеи для индивидуального водопровода

Дело в том, что во всех перечисленных видах для соединения требуется использование пайки или прессования, исключение составляет металлопластик, которой можно монтировать на компрессионные разборные фитинги, но его использование для холодного водоснабжения нерационально (материал рассчитан для работы в системах отопления). Использование ПНД в водопроводе позволяет легко, надежно и быстро соединять толстостенные трубы разборными пластиковые фитингами, не подверженными коррозии, при необходимости водопровод легко отсоединяют от напорной трубы электронасоса для извлечения последнего на поверхность.

Так же применение пластика с теплопроводностью 0,3 Вт/м ºС. по сравнению со сталью, имеющей данный показатель в 150 раз больше (47 Вт/м ºС.) позволяет значительно снизить глубину залегания трубопровода для предотвращения промерзания при нулевой температуре земли. Еще одно преимущество ПНД — его пластичность, то есть замерзшая вода разорвет стальную трубу, в то время как полиэтилен растянется.

Если глубина залегания канализационных пластиковых труб большого диаметра не превышает 8 м, то водопроводные трубы малого диаметра можно опускать под землю на существенно большее расстояние, но при бытовом использовании необходимость в подводе водопровода с таким заглублением отпадает.

Дистанция между двумя трубами под землей

Как отмечалось ранее, строительные нормы не допускают размещение в одной или разных траншеях водопроводной и канализационной магистралей, если расстояние между ними менее 1,5 метра, данное правило распространяется на производственные и хозяйственно-бытовые водопроводы.

Также строительные нормативы (пункт 9.6 СНиП 41-02-2003) допускают совместную прокладку водопроводных и тепловых коммуникаций в одной траншее. При параллельной прокладке водопроводной и кабельной электрической линии с напряжением до 35 Кв, допустимое расстояние между ними не менее 1 метра (правила устройства электроустановок ПУЭ-7 п.2.3.88.), если электрокабель пересекает водопровод, расстояние в точке перекрещивания — не менее 0,5 метра.

Рис. 9 Электрический кабель – схема установки

• Читая про то, на какую глубину закапывать водопроводную трубу в частном доме, возможно будет интересно узнать про охранную зону водопровода и канализации

Тонкости подвода воды к дому зимой

Водопровод обычно подключают во время строительства дома, чтобы не испытывать проблем с водой, при индивидуальном водоснабжении водозабор производят из колодцев или скважин погружными (в большинстве случаев) или поверхностными электронасосами. При подводке воды нужно обратить внимание на следующие факторы:

1. Для водопроводной системы лучше использовать ПНД трубы, имеющие высокую прочность и простое соединение компрессионными фитингами. Водопроводная труба ПНД реализуется в бухтах значительной длины, при укладке она не должна иметь стыков на всем пути следования. Фитинговое соединение производится только в двух точках: на оголовке скважины при присоединении к напорной трубе электронасоса и в жилом доме при подключении к домашней водопроводной линии. Таким образом, обеспечивается высокая герметизация линии на всем протяжении, а возможные места утечек на стыках легко доступны в кессоне и дома.
2. Кессонный колодец должен быть ниже залегания водопровода, если это расстояние слишком велико и расходы на глубокий кессон существенны, водопровод придется утеплять и поднимать выше. Чтобы не проводить сложных расчетов утеплителя, лучше поместить внутрь трубопроводного канала электрический кабель.
   Данное решение позволит поддерживать температуру внутри линии выше точки замерзания при минимальных расходах электроэнергии, а опускание кабеля по напорной трубе в скважину на некоторое расстояние предотвратит и ее возможное замерзание. При этом не понадобится утеплять стенки кессона на зиму, оголовок скважины и сам водопровод скорлупой из пенопласта или пеноплекса — данное решение (использование электрокабеля) может быть более эффективным и даже экономически выгодным.

Рис. 10 Уложенные в траншею водопроводные коммуникации

Использование электрокабеля в системе забора воды из колодца при малом расстоянии трубопровода от поверхности земли также намного эффективнее для предотвращения замерзания напорной трубы, чем утепление стен и колодезного отверстия тепловыми изоляторами.

Изоляционные материалы с низкой теплопроводностью в утепленном колодце не предотвращают замерзание воды в напорной трубе при низких температурах (они увеличивают время до кристаллизации). В отличие от теплоизоляторов, нагревающий кабель эффективно справляется задачей обогрева при минимальном электропотреблении — от него требуется только поддержание температуры воды в линии чуть выше 0º С, а не ее кипячение. На строительном рынке широко представлены саморегулирующиеся устройства, автоматические изменяющие энергопотребление и нагрев в зависимости от температуры протекающей жидкости.

Стандартная длина выпускаемых производителем электрических кабелей с регуляторами — до 25 метров, длина одной подключаемой секции доходит до 100 метров.

Чтобы определить, на сколько можно закопать в холодную землю водопроводные трубы при индивидуальном водоснабжении из скважины или колодца, используют карту глубин промерзания грунта в своей местности, к максимальному показателю прибавляют 0,5 метра и получают искомый результат.

Уменьшить расстояние прохождения водопровода от поверхности земли можно, используя теплоизоляторы или нагревательные электрические кабели, последние более эффективны, но имеют слишком высокую стоимость (минимальная цена 1 погонного метра саморегулирующегося нагревательного кабеля составляет 3 у.е.).