Автономное водоснабжение частного дома: основные части системы и пошаговая инструкция по обустройству

Автономное водоснабжение частного дома позволяет организовать бесперебойный забор питьевой воды из подземного источника вне зависимости от состояния центральной системы. Нормы расхода, график подачи и условия пользования определяет сам собственник жилища.

Общая схема устройства водоснабжения частного дома на основе скважины.

Что такое автономное водоснабжение частного дома

Отсутствие общественного водопровода на территории загородного участка заставляет жильцов искать альтернативные источники водоснабжения. Для этого проводят геологические исследования участка и на основании полученных результатов выбирают технологию и способ решения проблемы. Самые популярные варианты обустройства хозяйственно-питьевого автономного водопровода — это колодец или скважина.

Скважина — это искусственная выработка круглого сечения, предназначенная для подъема воды с низкорасположенных горизонтов. Для этих целей сооружение оборудуется погружным или поверхностным насосом, перекачивающим ресурс из водоносных слоев к точкам потребления.

Колодец — резервуар большего диаметра, чем скважина, оборудованный специальными механизмами для подъема воды вручную (ворот, «журавль» и др.).

Помимо подземных источников, для автономной системы водоснабжения требуется комплект насосного оборудования, наружные и внутренние трубопроводы, а также бытовые сантехнические приборы.

Основные части системы автономного водоснабжения частного дома

В стандартном исполнении схема водозабора и подачи ресурса состоит из следующих элементов:

• колодец или скважина;
• водоподъемное оборудование с комплектом автоматики;
• гидропневматические баки или накопительные емкости;
• подающая магистраль;
• внутренние сети: водопровод, регулирующая и запорная арматура.

Схема устройство водопровода с использование скважинного насоса и мембранного бака.

Перечень работ, которые необходимо выполнить:

1. Пробурить и оборудовать выработку.
2. Установить кессон или ревизионный колодец.
3. Подобрать и смонтировать насос.
4. Подключить автоматическую систему контроля и подачи воды.
5. Снабдить скважину фильтром механической очистки.
6. Проложить напорные трубопроводы.
7. Укомплектовать систему гидроаккумулятором или накопительным баком.
8. Выполнить монтаж наружной и внутренней канализационной системы.
9. Подключить бытовые приборы.

Источник водоснабжения

Для оборудования автономной подачи воды используются подземные источники. Подача воды может осуществляться из открытых накопительных сооружений, родников, колодцев или скважин.

Выбор типа выработки для водоснабжения нужно производить с учетом глубины расположения напорных горизонтов и условий их подпитки. Точка водозабора должна находиться в благоприятном в санитарном отношении месте, исключающем загрязнение воды промышленными или бытовыми стоками.

В зависимости от глубины залегания, качества и мощности водоносного пласта подземные ресурсы можно разделить на 3 категории:

Верховодка находится на небольшой глубине (не более 5-8 м). Она состоит из атмосферных осадков, которые накапливаются в маленьких углублениях и периодически просачиваются в почву, образуя водоносный слой. Мощность такого пласта сравнительно низкая и зависит от климатических условий региона.

В процессе фильтрации верховодка накапливает различные органические и минеральные примеси, богатые вредными микроорганизмами. Такая вода не подходит для приготовления пищи и предназначена только для полива, системы канализации и других хозяйственных нужд.

Грунтовая вода располагается на глубине от 10 до 40 м между двумя твердыми пластами, состоящими из плотных суглинков или прессованных песчаников. Запасы такой воды есть повсюду. Пример песчаной скважины — забивной «абиссинский» колодец.

Самым надежным капитальным источником является артезианская скважина, которую бурят на глубину 30-250 м.

У такой скважины много преимуществ:

1. Неограниченный объем жидкости и ее высокое качество.
2. Длительные сроки эксплуатации.
3. Постоянная температура воды.
4. Невозможность биологического и другого загрязнения.

Оборудование и материалы

Для устройства водопроводных сетей нужны следующие материалы:

• обсадные трубы для скважины;
• стальные или пластмассовые профили для прокладки магистралей;
• соединительные элементы;
• запорная арматура;
• песок;
• щебень;
• тампонажный цемент.

Обсадная колонна — это обязательная деталь конструкции выработки. Она служит для создания устья скважины и защиты его от осыпания грунта со стенок выработки.

Водопровод монтируют из стальных или пластмассовых труб. Вся стандартная продукция рассчитана на транспортировку жидкостей в системах водоснабжения с рабочим давлением до 0,6 МПа, поэтому выбор материала для магистралей зависит только от экономических расчетов, условий производства работ и пожеланий застройщика.

Соединительные элементы для водопроводных сетей (фитинги) изготавливают из цветных сплавов или полимерных композитов того же диаметра, что и стандартные профили.

Запорная арматура служит для перекрытия и регулировки скорости потока жидкости. Материалы, применяемые для изготовления деталей, — сталь, чугун и цветные сплавы. Для трубопроводов диаметром до 50 мм применяют пробковые и шаровые краны. На магистрали большего размера рекомендуется устанавливать чугунные или стальные задвижки.

Песок, щебень и цемент нужны для приготовления бетонной смеси, используемой при монтаже кессона или смотрового колодца. Тампонажный цемент предназначен для производства растворов, применяемых для уплотнения стенок выработки при установке обсадных труб.

В зависимости от проекта насосная станция может располагаться как в специально оборудованном помещении, так и в кессонном колодце.

Оборудование, необходимое для функционирования автономной системы водоснабжения:

• насос или перекачивающая станция;
• фильтр;
• гидробак;
• реле давления;
• смесительные краны;
• бытовые сантехнические устройства.

Насосы по способу размещения бывают погружными и поверхностными.

По принципу действия нагнетательного механизма они могут быть:

Консольные насосы для промышленных систем подачи воды
Производители предлагают ряд различных типов насосов, которые могут быть использованы в бытовых и промышленных системах водоснабжения. Одним из них являются Консольные насосы, относящиеся к моноблочной категории. Хотя модели этой серии отличаются главным образом дизайном и внешним видом, правило их действия остается неизменным. Устройства могут быть выполнены в горизонтальной и вертикальной ориентации.

Интегрированная и прочная конструкция оборудования Ebara

Отличительным элементом моноблочных насосов от других агрегатов является моноблочная конструкция, поэтому принято называть этот вид насосов консольными. Устройства этой категории отличаются установкой двигателя и гидравлической части на одном интегрированном корпусе. Как правило, имеющиеся модели предназначены для откачки чистой воды без примесей в виде твердых частиц. Одним из самых популярных производителей оборудования этого типа является бренд Ebara.

• Насосы этой категории ценятся прежде всего за качество изготовления и используемые материалы. Производители используют для их изготовления только материалы самого высокого качества.
• Для деталей двигателя — вал вместе с корпусом и нижняя крышка изготавливаются в основном из нержавеющей стали. Это позволяет эффективно защитить эти компоненты от неблагоприятных условий на глубинах, которые могут привести к коррозии оборудования.
• Другие части насосов этого типа были изготовлены с использованием чугуна или латуни с покрытием.
  Насосы моноблочного характера в первую очередь ценятся за высокую устойчивость и стабильную производительность. Они используются для получения воды из позвоночных колодцев или глубоководных скважин. Они легко могут использоваться и в отдельно стоящих резервуарах-тогда следует помнить, что глубина резервуара, в котором они будут использоваться, должна составлять не менее 8 метров.

Универсальные возможности применения оборудования

Моноблочные насосы используются для подачи воды на промышленных объектах. В зависимости от параметров и производительности они будут работать в качестве элемента питания ирригационных систем для домашних садов или сельскохозяйственных угодий. Некоторые из них также могут быть использованы в промышленном секторе. Ebara постоянно создает по настоящему надежные и функциональные модели насосов. Консольные системы имеют соответствующую гарантию на несколько лет.

Для устойчивой работы системы забора и подачи воды ее необходимо укомплектовать дополнительным оборудованием:

• • • регулирующими и контрольно-измерительными устройствами;
    • расширительным или накопительным баком.

Это не понадобится при покупке и установке насосной станции, в комплект поставки которой входят все необходимые приборы, включая гидроаккумулятор и реле давления с заданными на заводе параметрами для бесперебойной работы.

Как создать собственный водопровод: различные варианты

Существует 2 вида систем, предназначенных для автономного водоснабжения:

Типовая схема забора ресурса из скважины предусматривает применение погружных или поверхностных насосов без накопительных резервуаров. После перекачивающего механизма подключается система напорных трубопроводов, которая через главный кран подсоединяется к внутренней линии потребления.

В такой комплектации мощности агрегата будет недостаточно для обеспечения бесперебойной поставки воды в условиях постоянного проживания. Эти механизмы предназначены для подачи воды в накопительные емкости, а не для создания напора при переменном расходе жидкости.

Для стабилизации давления и увеличения объема потребления ресурса рекомендуется установка в систему гидроаккумулятора. Он состоит из металлического корпуса, резиновой эластичной мембраны и некоторого количества воздуха, расположенного снаружи расширяющейся камеры. Реле давления на линии подачи чередует циклы запуска насосного оборудования и регулирует силу напора воды в системе. Автоматика срабатывает в момент снижения давления до минимального заданного уровня.

Наиболее рациональным способом устройства автономного водопровода из подземного источника является установка на линии подачи накопительной емкости. Резервуар монтируют в самой верхней точке трубопровода, под крышей. Накопительная емкость — это стальная или пластиковая камера с поплавковым клапаном, который реагирует на объем жидкости в баке. Для поддержания заданного давления воды, поступающей из емкости самотеком, после резервуара устанавливают повышающий насос.

Оба способа устройства индивидуального водопровода можно совместить, поставив у скважины станцию с гидроаккумулятором, а под крышей разместив накопительный бак с повышающим агрегатом.

Расчеты системы водоснабжения

Основная цель проведения расчета заключается в определении максимального объема воды, достаточного для удовлетворения нужд жилого дома. На основании полученных данных осуществляется выбор перекачивающего оборудования. Устройства должны обеспечивать надлежащий напор в системе и бесперебойно подавать требуемое количество воды.

Расчеты необходимо начинать с установления дебита скважины, он указан в паспорте источника. Если документ отсутствует, то дебит можно определить путем опускания в отверстие шнура с небольшим грузом. Высота столба жидкости (статический уровень), умноженная на диаметр шурфа, укажет имеющийся объем.

Таким же образом можно определить действительную глубину выработки (высоту подъема). Это значение понадобится при выборе мощности насоса.

Для определения расчетного объема воды нужно посчитать количество бытовых приборов и смесительной арматуры в доме. Затем необходимо воспользоваться СНиП 2.04.01-85, где указаны нормы расхода для каждого устройства. Указанные в документе данные умножить на количество приборов и сложить полученные значения.

На основании проведенных исследований, учитывая глубину скважины и расстояние до самой высокой точки потребления в доме, можно выбрать мощность насоса и определить, какое оборудование необходимо для системы водоснабжения.

Этапы выполнения работ по подаче воды из скважины

Для устройства автономного водопровода в первую очередь необходимо провести геологические исследования участка, определить наличие и качество питьевой воды, а также глубину залегания ресурса.

После этого можно приступать к проведению работ по устройству собственной системы водоснабжения:

• • 1. Пробурить и оборудовать скважину.
    2. Вырыть котлован для смотрового колодца и выкопать траншеи для прокладки труб.
    3. Установить кессон и перекачивающее оборудование.
    4. Смонтировать наружную магистраль и подвести ее в здание.
    5. Подсоединить электропитание к насосной станции.
    6. Подключить перекачивающую установку к напорной магистрали.
    7. Выполнить внутреннюю разводку и смонтировать сантехнические приборы.
    8. Включить устройство и проверить работу системы (давление и герметичность соединений).
    9. Выполнить обратную засыпку грунта в пазухи котлована и траншеи.

Подводка воды к дому и монтаж наружной водопроводной сети

Начало прокладки наружного водопровода предусматривает, что у застройщика уже имеется источник водоснабжения, комплект необходимого оборудования и материалов и схема устройства линии подачи от скважины до ввода в здание.

Кессонный колодец обеспечивает доступ и защите насосного оборудования, обеспечивающего подачу воды по магистрали в дом.

Колодец и пластиковый кессон: порядок монтажа

Для размещения насосного оборудования и защиты оголовка скважины от климатических и атмосферных воздействий источник водоснабжения нужно оборудовать смотровым колодцем или кессонной камерой. Можно построить резервуар из сборных ж/б элементов или купить пластиковый кессон.

Последовательность выполнения работ:

• • 1. Подготовить котлован для выбранной конструкции.
    2. Основание уплотнить щебеночно-песчаной смесью.
    3. Установить опалубку, уложить арматурные сетки и залить бетоном дно резервуара.
    4. На подготовленную площадку установить сборный колодец или пластиковую емкость.
    5. Сделать гидроизоляцию стен, если монтируется железобетонный резервуар, или утеплить сооружение, если устанавливается пластиковый кессон.
    6. Выполнить обратную засыпку грунта в пазухи котлована.
    7. Выпускной патрубок перекачивающей установки соединить с подающей магистралью.
    8. Подключить электропитание.

Выбор насоса

Для выбора скважинного насоса необходима следующая информация:

• • • глубина бурового колодца;
    • диаметр выработки;
    • статический уровень и динамический уровень воды в скважине;
    • дебит скважины;
    • расстояние от источника до ввода в здание;
    • высота дома (этажность);
    • характеристики местной электросети.

Основные данные можно взять из паспорта скважины.

Стандартные насосы рассчитаны на установку в скважинах диаметром 74 и 100 мм. Расстояние до поверхности земли равно глубине погружения агрегата. Верхний уровень водозабора можно посчитать, перемножив число этажей в доме на 3. По нормам требуемое давление в системе водоснабжения составляет 1,5-3, 0 атм. 1 атмосфера равна 10 м водяного столба.

Семья из 3-5 человек расходует в час 3,5-4,5 м³ жидкости, это значение учитывает одновременную работу всех бытовых приборов. Возьмем для примера расчета силы напора следующие значения: двухэтажный дом находится на одной отметке со скважиной, глубина погружения насоса — 50 м, расстояние до источника — 30 м. Учитывая поправку на трение — 10-20%, получаем: 50+6+30+15% = 99 м.

На основании проведенных расчетов можно сделать вывод, что нужен агрегат производительностью 3,5 м³/ч, способный создать давление в системе до 3,0 атм и поднять воду на высоту до 100 м.

Прокладка труб наружного водопровода

Для прокладки подающей магистрали к жилому зданию в соответствии со схемой наружного водоснабжения нужно выполнить следующие работы:

• • • провести геодезическую выноску трассы на местность;
    • обозначить возможные точки пересечения линии с подземными коммуникациями;
    • подготовить песок, трубы, соединительные детали;
    • вырыть траншею;
    • смонтировать и уложить секции магистрали на подготовленное песчаное основание высотой 100 мм;
    • подключить напорную магистраль к вводному крану внутри здания;
    • засыпать яму и спланировать участок.

Дно траншеи должно располагаться на 40 см ниже уровня промерзания грунта, ширина траншеи должна быть на 50 см больше наружного диаметра используемых труб.

Устройство внутренней сети

Водопроводная сеть здания предназначена для распределения подаваемого ресурса между бытовыми приборами. Внутренние линии разводки должны иметь минимальную возможную длину.

Трубы в жилых зданиях можно прокладывать открытым и закрытым способом. Стояки монтируют в специальных шахтах или ведут по стенам технических помещений.

Ввод трубопровода в здание располагают на нижнем этаже дома. Ввод состоит из запорного крана и тройника для подсоединения внутренней разводки. Для защиты трассы от повреждения в случае осадки фундаментов между трубой и основанием устанавливают стальную гильзу размером на 3-5 см больше, чем диаметр водовода.

Если здание оборудовано накопительной емкостью, то вода по вертикальному стояку вначале поступает в бак, установленный под крышей здания, а затем расходится к потребителям. Для повышения давления в трубопроводах после резервуара устанавливают дополнительный насос.

Вся внутренняя разводка должна выполняться согласно предварительно составленной схеме водоснабжения, на которой отмечены точки установки всех сантехнических приборов и водозаборной арматуры с указанием действительных расстояний между узлами подключения.

Популярные схемы реализации водоснабжения

Схемы автономного водоснабжения зависят от цели использования воды и условий проживания в доме. На основании этих факторов выполняется расчет системы водопровода с определением плана и способа подачи ресурса.

Колодец или скважина глубиной до 8 метров

Если дача не предназначена для постоянного проживания, а вода будет использоваться только для полива, то достаточно вырыть неглубокий колодец или скважину. Такие сооружения рассчитаны для забора технической воды из высоко расположенных горизонтов (верховодки). Она может использоваться только для сельскохозяйственных нужд и не подходит для приготовления пищи.

Колодец или скважина глубиной больше 8 метров

Скважина или колодец глубиной более 8 метров предназначены для добычи питьевой воды из песчаных и артезианских источников. При установке перекачивающего оборудования выработки могут использоваться для водоснабжения дома в условиях постоянного проживания.

Слева — ёмкость с насосной станицей, справа — ёмкость с самотечным водопроводом.

Емкость с самотечным водопроводом

Резервуар представляет собой металлическую или пластиковую емкость, подвешенную в самой верхней точке на линии подачи ресурса (под кровлей). Камера оборудуется поплавковым клапаном, который регулирует заданный объем воды в баке.

На выпускном патрубке устройства монтируют запорный кран или задвижку с электроприводом. При открытии вентиля вода самотеком поступает в систему. Наполнение бака осуществляется скважинным насосом или перекачивающей комплексной установкой.

Емкость с насосной станцией

Накопительный бак в комплекте со станцией используется в случае слабого напора в системе центрального водоснабжения или недостаточном дебите скважины. Бак устанавливается в подвальном помещении дома.

Для подачи воды по внутренним трубопроводам на выходе из емкости монтируют насосную станцию с контрольно-измерительной и регулирующей аппаратурой. При открытии смесительных кранов внутри помещений происходит запуск насосного оборудования и вода из бака подается потребителям.