Водоснабжение частного дома: проектирование и создание автономной системы

Спроектировать водоснабжение частного дома и самостоятельно смонтировать эффективную систему сложно, но реально. В статье приводятся рекомендации по обустройству источника воды, подключению насосов и прокладке трубопровода. Также здесь вы сможете найти полезные советы по подбору материалов и оборудования для решения этих задач.

Централизованная и автономная системы

Система водоснабжения частного дома может быть либо централизованной, либо автономной. Оба варианта обладают своими особенностями.

Для обеспечения дома водой нужно выполнить большой объем работ: от выбора и обустройства источника до прокладки труб

У централизованной системы:

1. Подключение к источнику. Вода поступает из водопроводной магистрали, запитанной либо от насосной станции, либо от водонапорной башни.

Насосная станция – центральный элемент распределительной системы

1. Давление в системе. Напор в трубопроводах обеспечивается автоматически, т.е. нам не нужно устанавливать дополнительное насосное оборудование.
2. Зависимость от посторонних обстоятельств. Система получается полностью зависимой от внешних факторов: при поломке либо отключении центральных насосов или порыве магистрали дом останется без воды. Возможно – надолго.

Отвод от магистрального водопровода

1. Водоочистка. Вода при поступлении в систему центрального водоснабжения подвергается очистке – удалению механических частиц, примесей, деминерализации, обеззараживанию.

Качество этой очистки бывает очень разным, потому в большинстве случаев требуется доочистка.

У автономной системы:

Автономная схема водоснабжения на базе колодца

1. Подключение к источнику. В качестве источника выступает колодец или скважина (зависит от расположения водоносного слоя).
2. Давление в системе и зависимость от внешних факторов. Транспортировка воды в системе обеспечивается насосным оборудованием, которое нам нужно установить и обслуживать самостоятельно. Это делает водоснабжение зависимым от наличия напряжения в сети, поэтому желательно иметь дублирующую систему электропитания, работающую от генератора.

Насосная станция в частном доме

1. Водоочистка. Необходимо самим заботиться об очистке: иногда изначальное качество воды не позволяет использовать ее для питья и приготовления пищи.

Отличия есть и в финансовом плане. При использовании централизованной системы нам придется приобрести только трубы и запорную арматуру, но мы вынуждены будем ежемесячно оплачивать услуги по водоснабжению. За пользование автономной системой платить не нужно, но придется покупать достаточно дорогостоящее насосное оборудование и тратиться на обустройство колодца/скважины. В итоге окупится автономная система минимум через несколько лет.

Монтируя автономную систему водоснабжения дома своими руками, нужно приобрести и правильно установить большое количество оборудования

Какая же система для воды для частного дома будет оптимальной?

• если есть возможность, то проще подключиться к системе централизованного водоснабжения. Даже при условии ежемесячной оплаты расходы будут куда ниже;
• если возможности нет, придется делать автономную систему. Трудовые, временные и финансовые затраты будут выше на порядок. Зато, поработав один раз, мы можем обеспечить дом водой на несколько десятков лет.

Источники воды

Как вырыть колодец

Итак, допустим, источник воды нам нужно обустроить самостоятельно. Самым простым решением будет выкопать колодец. Это решение оправдано в том случае, если водоносный горизонт в пределах участка находится на уровне 4 – 15 метров и обладает достаточной мощностью.

Колодец – самый простой источник воды

При отключении электроэнергии воду можно поднимать вручную

• относительно небольшие трудозатраты;
• возможность ручного подъема воды при отключении электроэнергии;
• низкая стоимость насосной техники;
• срок службы — 50 лет и более.

Недостатки колодца:

Один из недостатков колодца – необходимость в регулярной чистке

• в колодец могут проникать грунтовые воды с частичками почвы и ила. Это приводит к снижению качества воды;
• чтобы избежать заиливания, колодец нужно регулярно чистить;
• уровень воды зависит от времени года, так что в жару неглубокие источники могут пересыхать.

Инструкция по рытью и обустройству колодца будет следующей:

	Рытье котлована. В выбранном месте наносим разметку под сам колодец и под площадку по его периметру. Затем выкапываем котлован глубиной примерно 2 – 2,5 м.
	Установка сруба или колец. В вырытый котлован опускаем либо первые венцы деревянного сруба, либо первое бетонное кольцо, которое будет укреплять стенки колодца. Постепенно углубляем дно котлована под основанием сруба или бетонного кольца, опуская их все ниже. По мере опускания изделий наращиваем конструкцию сверху, добавляя новые венцы или устанавливая следующие кольца. После того как проектная глубина будет достигнута, герметизируем стыки между кольцами.
	Обустройство водоносного горизонта. Когда мы дойдем до слоя, содержащего большое количество воды, нам будет нужно углубиться еще примерно на 1 – 1,5 м. Для выборки влажного грунта используем ящик из плотно подогнанных досок, который устанавливаем в нижней части котлована. Грунт выбираем из ящика и поднимаем наверх ведрами.
	Обустройство фильтра. На дно котлована послойно засыпаем промытый крупный песок, гравий и щебень или гальку. Эти материалы обеспечат дренаж воды и улавливание глинистых и илистых частиц. Поверх дренажного слоя укладываем щит из осиновых досок, сбитых с небольшими щелями. Наличие такого щита также способствует повышению качества воды.
	Поверхностные работы. По периметру колодца выкапываем котлован диаметром около 2 м и глубиной до 60 см. На дно котлована укладываем слой глины, который тщательно трамбуем – этот «глиняный замок» защитит колодец от обратной фильтрации пролитой воды. Поверх глиняного замка устраиваем накат из горбыля или бетонную стяжку. Поверх стяжки можно уложить тротуарную плитку или заасфальтировать площадку.

Верхняя часть колодца оформляется по-разному:

Декоративная конструкция с воротом — один из вариантов оформления верхней части колодца

• можно установить декоративный домик с крышей, закрепив в нем ворот для ручного подъема воды;
• можно обустроить скрытый кессон (приямок) или поверхностный домик для насосной станции.

Подземный кессон для установки оборудования

Вариант с декоративным домиком подойдет не только для ворота, но и для установки погружного насоса. А вот поверхностный насос желательно размещать в отдельном сооружении (подземный кессон, наземная будка). Также можно установить насосную станцию в доме – тогда к оголовку колодца достаточно будет проложить трубу или шланг.

Как пробурить скважину

Водоснабжение дома из скважины также возможно.

Схема водоносной скважины

• стабильный объем воды с относительно небольшими сезонными колебаниями;
• высокое качество воды;
• отсутствие необходимости в регулярном ремонте.

На основе скважины собирается компактная и эффективная система

• дорогое и сложное бурение, почти всегда – с применением профессионального оборудования;
• меньший, чем у колодца, срок эксплуатации (у скважин «на песок»);
• необходимость использования дорогостоящих скважинных насосов.

Водоснабжение в частном доме обычно осуществляется на базе скважин двух видов:

Схемы основных видов скважин

1. Скважина «на песок». Глубина от 15 до 40-50 м, срок эксплуатации – от 8 до 20 лет. Такую скважину можно пробурить вручную, найдя водоносный горизонт опытным путем. Для подъема и подачи воды требуется установка насосного оборудования. Вода может содержать песчаные и глинистые частицы, потому требует доочистки.
2. Артезианская скважина. Глубина может достигать 150 м, срок службы – до 50 лет при правильном обустройстве и эксплуатации. Подъем воды осуществляется за счет собственного давления, насосы используются в основном для транспортировки. Бурится исключительно машинным способом с обязательной регистрацией и оформлением паспорта скважины.

Как правило, бурение скважины до достижения нужного уровня воды получают профессионалам. Впрочем, если водонос находится неглубоко, то выполнить работы можно и самостоятельно:

	Предварительные работы. В выбранном месте выкапываем приямок для установки кессона или монтажа оголовка скважины. Устанавливаем треногу, на которую будут опираться направляющие штанги.
	Шнековое бурение. Используя шнековый бур, углубляем скважину, отгребая от горловины вынутый грунт. Периодически извлекаем инструмент, очищая его лопасти от налипшего материала. При ручном бурении можно облегчить работу, удлинив рукояти бура «плечами» из стальных труб длиной 1,5 – 2 м.
	Монтаж обсады. По мере заглубления устанавливаем скважину пластиковые или металлические обсадные трубы (диаметр должен позволять свободное движение бура). Между собой детали обсадной колонны соединяем либо резьбой, либо сваркой.
	Завершение работ. Бурение продолжаем до полного прохождения водоносного горизонта. После достижения проектной глубины расширяем нижнюю часть скважины и промываем ее с помощью погружного насоса для удаления песка, глинистых частиц и ила. В нижней части обустраиваем гравийный фильтр или устанавливаем специальную фильтрующую трубу с сетчатыми стенками.

Правильно пробуренная и обустроенная скважина способна обеспечить бесперебойное поступление воды для системы водоснабжения вашего дома.

Подключение насосного оборудования

Монтируем колодезный насос

Чтобы доставить воду от колодца или скважины до точек потребления, необходимо смонтировать насосное оборудование. Описание процесса начнём с монтажа колодезных насосов.

Для колодца можно использовать такие типы насосов:

1. Глубинный насос (погружной). Насосная часть располагается в воде в подвешенном состоянии (на тросе или капроновом шнуре). С поверхностью насос соединяется шлангом для подачи воды и кабелем электропитания.

Погружной насос для колодца

1. Поверхностный насос или насосная станция. Само насосное оборудование располагается на поверхности (в приямке-кессоне или в доме). На глубину водоносного горизонта опускается шланг с фильтром, над которым обычно монтируется обратный клапан. Наличие обратного клапана препятствует движению воды самотеком обратно в колодец и облегчает перекачку при отключении помпы.

Поверхностный насос можно устанавливать и в обычном колодце

Как правило, погружные колодезные насосы используются в основном для хозяйственных нужд. Системы водоснабжения частного домовладения почти всегда сооружают на основе насосной станции.

Основные элементы агрегата:

Устройство и принцип работы насосной станции

• центробежный насос с системой автоматического включения/отключения;
• гидроаккумулятор – бак, разделенный на несколько секций мембраной. Наличие бака позволяет поддерживать постоянный напор в системе за счет постепенного заполнения водой;

Схема устройства мембранного бака

К другим преимуществам бака можно отнести компенсацию гидроударов и экономию электроэнергии за счет более редкого включения насосной автоматики. Чем больше объем гидроаккумулятора, тем ниже будет износ оборудования.

• реле давления, управляющее включением автоматики;
• измерительные приборы.

Система собирается таким образом:

Агрегат, установленный на подиуме из кирпича

1. Монтируется насосная станция. В качестве основания используется бетонный или кирпичный подиум. Под устройство подкладываем резиновый коврик для компенсации вибраций.
2. К насосу присоединяется шланг подачи воды из колодца. В месте подключения можно установить простейший сетчатый фильтр для предварительной очистки.

Схема подключения насосной станции

1. Выполняется присоединение выводящей трубы. В дальнейшем на ее основе мы будем делать разводку по дому.
2. Проводится настройка автоматики. Для этого через технологическое отверстие в насос заливается около 2 л воды и выполняется включение агрегата. Система регулируется таким образом, чтобы автоматическое отключение происходило при давлении около 2,5 -3 бара, а пуск – 1,5 – 1,8 бара.

Заливка и регулировка реле давления

Устанавливаем насос в скважину

Насосы для скважин

Если источник воды – скважина, то в качестве основного оборудования выступает погружной скважинный насос. Для таких устройств характерно сочетания большой мощности с относительно малым диаметром, потому стоят они довольно дорого.

Насос соединяется со шлангом и кабелем питания, после чего опускается в скважину на тросе:

	Определение глубины. Уровень водного зеркала определяем по паспорту, по возможности контролируя его с помощью грузика на шнуре. Рассчитываем уровень погружения насоса таким образом, чтобы всасывающая часть находилась минимум на 1м ниже минимального динамического уровня и на расстоянии от 1 до 3 м от дна. У артезианских скважин оптимальным уровнем считают 2/3 глубины водоносного горизонта – примерно на уровне нижнего края обсадной трубы.
	Подготовка к установке. В соответствии с полученной длиной отмеряем шланг и кабель, которые соединяем между собой пластиковыми хомутами через каждые 3-4 метра. Крепим кабель со шлангом к насосу.
	Монтаж подвесной системы. Стальной трос или капроновый шнур (нужен минимум пятикратный запас по прочности) фиксируем на корпусе насоса. Опускаем оборудование в скважину. При небольшой глубине монтажа крепим трос или шнур на подвесе из сложенной в несколько раз резиновой ленты. Этот демпфер будет гасить вибрации.
	Установка оголовка. Поверх обсадной трубы крепим оголовок. К рым-болту в нижней части крышки оголовка привязываем трос или шнур подвеса. Шланг и кабель питания выводим через центральное отверстие оголовка, после чего затягиваем болты, герметизируя конструкцию.

Прокладка водопровода

Как выполнить трубную разводку

Водоснабжение дома может базироваться на любом источнике, но при этом эффективность системы зависит от того, насколько правильно мы проложим трубы. Для загородного дома обычно используются изделия из металлопластика, полипропилена или полиэтилена, которые соединяются либо с помощью фитингов, либо сваркой.

Траншея с трубами

Общий алгоритм прокладки труб включает такие операции:

1. Монтаж подводящей трубы. От дома до приямка оголовком скважины или кессона с насосным оборудованием копаем траншею. Глубина траншеи должна составлять от 1,5 до 2 м, что позволит предотвратить промерзание водопроводной трубы в зимний период.

Дополнительными мерами по защите от промерзания является теплоизоляция трубы с использованием полистирольных или полиуретановых кожухов, а также прокладка активных греющих кабелей.

1. Оформление ввода в помещение. В фундаменте или цоколе делаем отверстие, в которое вставляем металлическую гильзу диаметром больше диаметра трубы. Через гильзу, которая обеспечит защиту от деформации при просадках здания, заводим трубу в помещение. Тщательно утепляем отверстие.

Сверление отверстия в фундаменте

1. Подготовка к монтажу водопровода. На стены наносим разметку для прокладки труб. При открытом монтаже закрепляем на несущих поверхностях кронштейны, на которых будут зафиксированы трубы. Если планируется скрытый монтаж, проделываем в стенах канавки, используя штроборез или перфоратор с насадкой-долотом. В штробах также устанавливаем кронштейны для труб.

Фото штроб для скрытой прокладки

1. Подключение водопровода. На входе в дом устанавливаем шаровый кран, к которому присоединяем коллектор. К коллектору своими руками подключаем трубы системы водоснабжения, которые разделяем на несколько контуров. Такая схема монтажа позволяет оптимизировать давление: при открытии одного крана давление на других участках не будет падать.

Схема коллекторной разводки

1. Сборка системы. Металлопластиковые трубы соединяем друг с другом с использованием пресс-фитингов. Полиэтиленовые и полипропиленовые изделия монтируем сварным способом, применяя для соединения специальный паяльник. Закрепляем трубы на кронштейнах (открыто или в штробах). Подключаем запорную арматуру, сантехнику, смесители и другие точки потребления.

Схема монтажа с использованием пресс-фитингов

Схема пайки полипропиленовых труб

Перед заделкой штроб и выполнением отделочных работ желательно протестировать систему. В процессе тестового запуска проверяем качество соединения труб, работу регулирующей автоматики и функционирование насоса, качающего воду из колодца или скважины.

Как обеспечить горячее водоснабжение

Для обеспечения должного уровня комфорта стоит подумать об устройстве системы горячего водоснабжения.

Чтобы мы могли умываться, мыть посуду и принимать душ с горячей водой, можно использовать самые разные устройства:

1. Водогрейные котлы – газовые или твёрдотопливные. Могут быть как одноконтурными (только для нагревания воды), так и двухконтурными (горячее водоснабжение + отопление). Для использования системы от коллектора отводится отдельная труба с холодной водой, подключается к котлу и уже от котла ведется отдельная горячая разводка.

Система отопления и горячего водоснабжения на базе твердотопливного котла

1. Накопительные водонагреватели. Такой нагреватель представляет собой емкость от 50 до 100+ литров, внутри которой располагается ТЭН. Воду поступает в резервуар, нагревается до нужной температуры, после чего ТЭН включается только для поддержания нужной степени нагрева. По мере использования резервуар пополняется.

Схема установки накопительного водонагревателя

1. Проточные водонагреватели. Используются либо в самых маленьких дачных домиках без душевой кабинки, либо в больших коттеджах на отдельных участках трубной разводки. Проточный нагреватель монтируется на трубе с холодной водой непосредственно перед точкой потребления. Нагрев происходит при проходе жидкости через корпус устройства с электрическим или индукционным элементом.

Как правило, в доме, которым пользуются в течение всего года, устанавливается водонагревательный котел. Накопительные и проточные устройства подходят для летних домиков, а также для зданий, в которых горячее водоснабжение монтировалось уже после того как была установлена система отопления.

Заключение

Водоснабжение частного дома может быть реализовано по одной из схем, приведённых выше. Для этого стоит изучить описанные алгоритмы и инструкции, а также просмотреть видео в этой статье. Ответы на любые вопросы, касающиеся монтажа водоснабжения, вы можете получить в комментариях.