Канализация и водоснабжение коттеджа: решения и материалы

Инженерные системы частного дома

Наша сегодняшняя тема — водоотведение и водоснабжение коттеджей. Нам предстоит изучить применяющиеся схемы горячего и холодного водоснабжения, узнать, как утилизируются в отсутствие центральной канализации стоки  и познакомиться с применяющимися при монтаже соответствующих систем материалами.

Проблемы

Вначале давайте составим перечень основных проблем, которые нам придется решать:

• Если система водоснабжения коттеджного поселка доведена до вашей улицы и работает круглогодично — прекрасно, вам остается лишь оборудовать водомерный колодец и завести воду в дом. Однако куда чаще источником воды служит колодец, скважина или накопительная емкость. Нам нужно разобраться, как вода подается в водопровод в каждом конкретном случае;

Проект водоснабжения коттеджа с подачей воды из скважины

Обратите внимание: емкость может наполняться привозной водой, или быть подключенной к дачному водопроводу с подачей воды по графику. Такое водоснабжение коттеджей и дач практикуется в теплых регионах страны. В холодных областях дачные водопроводы по понятной причине работают только летом.

Там, где водоснабжение коттеджных поселков осуществляется по графику, приходится запасаться водой

• Воду для хознужд нужно нагреть. Нам предстоит подобрать источник тепловой энергии, обеспечивающий приемлемые эксплуатационные расходы и стабильную температуру воды;
• Наконец, желательно, чтобы для вывоза бытовых стоков не приходилось часто вызывать ассенизационную машину. Эксплуатация канализации с постоянной откачкой будет весьма накладной. Так, в Севастополе, где живет автор статьи, четыре кубометра питьевой воды стоят на середину 2017 года около 120 рублей, а вывоз такого же количества стоков — 2200.

Откачка выгребной ямы

ХВС

Начнем с того, как можно реализовать холодное водоснабжение в коттедже.

Из колодца

Подача воды из колодца или скважины с глубиной зеркала воды менее 7-8 метров обеспечивается насосной станцией. В ее состав входят поверхностный насос, автоматическое реле с датчиком давления и мембранный бак.

Кроме того: на всасывающий патрубок монтируется обратный клапан с фильтром для грубой очистки воды.

Насосная станция устанавливается в утепленном домике для колодца или теплом помещении; всасывающий патрубок или ввод водоснабжения, прокладываются ниже уровня промерзания грунта, либо снабжаются кабельной системой обогрева.

Насосная станция в домике над колодцем

Зачем насосу нужны гидроаккумулятор, обратный клапан  и реле давления?

• Мембранный гидроаккумулятор обеспечивает стабильность давления в водопроводе, выступая в роли демпфера при выключениях и включениях насоса. Кроме того, он создает небольшой запас воды, благодаря которому насос не включается при ее незначительном расходе;
• Реле с датчиком давления включает насос при падении давления в гидроаккумуляторе и выключает при достижении верхнего заданного производителем или владельцем значения;
• Обратный клапан исключает слив воды через всасывающий патрубок при выключении насоса.

Подключение насосной станции: обратный клапан ставится на всасывающей трубе

С чем связано ограничение по глубине зеркала воды?

С атмосферным давлением. При создании разрежения во всасывающем патрубке насоса именно оно поднимает водяной столб.

Справка: перепад давления в атмосферу (то есть при абсолютном вакууме во всасывающем патрубке) поднимает водяной столб на 10 метров. Поскольку реальное разрежение в насосе ниже, у всех поверхностных насосов глубина всасывания ограничена 8-9 метрами.

Расчет водяного столба при давлении в 1 атмосферу

Из скважины

Система водоснабжения коттеджа с подачей воды из скважины глубиной больше 8 метров включает:

Изображение	Описание
Скважинные насосы	Скважинный насос. Эти приборы могут быть вихревыми (с одной рабочей камерой и минимальным зазором между корпусом и рабочим колесом) и многоступенчатыми (с несколькими рабочими камерами). Вторая группа насосов заметно дороже, зато может работать с умеренно загрязненной водой и обеспечивает напор в десятки и сотни метров.
Клапан на выходном патрубке насоса	Обратный клапан, установленный сразу после насоса и исключающий слив воды из водопровода.
Устройство мембранного гидроаккумулятора	Гидроаккумулятор, выполняющий те же функции, что и в случае рабочей станции.
Реле для управления насосом	Автоматическое реле, снабженное датчиком давления.

Из емкости

Схема водоснабжения коттеджа из накопительной емкости может быть реализована с самотечным водопроводом или с уже знакомой нам насосной станцией.

Схема с самотечным водопроводом

В перовом случае напор в водопроводе определяется только высотой расположения емкости. Для нормальной работы арматуры сливных бачков и бытовой техники, подключаемой к водопроводу, напор не должен быть меньше трех метров. На выходе емкости устанавливается только отсекающий кран, позволяющий осушить водопровод без потери воды из бака.

Как наполняется емкость, установленная под потолком верхнего этажа или на чердаке?

Возможны два варианта:

1. Привозная вода перекачивается в нее обычным поверхностным насосом;
2. При подаче воды из дачного водопровода на входной патрубок, смонтированный в верхней части стенки бака, ставится поплавковый клапан (такой же, какие отвечают за наполнение унитазных бачков).

Поплавковый клапан отвечает за автоматическое наполнение бака

Самотечное водоснабжение в коттедж полностью энергонезависимо: если у вас отключат свет, без воды сидеть не придется.

Однако у него есть несколько довольно неприятных минусов:

• Чердак, на который ставится емкость, должен быть теплым. Отапливать неиспользуемое помещение довольно накладно;
• Высота верхнего этажа далеко не всегда позволяет обеспечить даже минимальный требуемый напор в верхних точках водоразбора;
• Прочность перекрытия ограничивает запас воды.

Водоснабжение коттеджей и загородных домов с использованием насосных станций лишено этих недостатков.

Схема подачи воды из емкости насосом с наполнением бака из дачного водопровода

1. Емкость устанавливается в подвале или подполе. Тепло грунта обеспечивает круглогодичную положительную температуру;

На фото бак стоит в помещении котельной в цокольном этаже коттеджа

2. Напор в водопроводе ограничен только настройками реле давления;
3. Бак с водой ставится на прочное основание с неограниченной несущей способностью.

ГВС

Итак, в коттедже есть холодное водоснабжение (см. Какие трубы подойдут для холодного водоснабжения). Какое оборудование необходимо, чтобы нагреть воду для хознужд?

Вот перечень водогрейного оборудования с ключевыми свойствами каждого класса устройств и особенностями их установки:

Изображение	Описание
Двухконтурный котел	Газовый котел с отдельным теплообменником ГВС (так называемый двухконтурный). Патрубки котла подключаются непосредственно к водопроводам холодной (вход) и горячей (выход) воды. Из обвязки нужны только фильтр грубой очистки на входе, и отсекающие краны. Плюсы: дешевизна тепловой энергии (около 70 копеек за киловатт-час), компактность оборудования. Минус: многие коттеджные поселки не газифицированы.
Колонка установлена в ванной	Газовая колонка своими свойствами и схемой подключения полностью идентична двухконтурному котлу. Разница лишь в том, что она представляет собой отдельное устройство и может быть размещена не в котельной, а вблизи точек водоразбора (на кухне или в ванной комнате).
Косвенник с расширительным бачком	Бойлер косвенного нагрева подключается к любому отопительному оборудованию и использует для нагрева воды теплоноситель системы отопления. В теплое время года теплоноситель циркулирует между бойлером и котлом; отопительные приборы отключаются. В обвязку бойлера входят: Установленный на входном патрубке обратный клапан, исключающий слив нагретой воды в сброшенный водопровод ХВС; Предохранительный клапан или мембранный расширительный бачок. Клапан ставится на бойлеры объемом до 150 литров, расширительный бак — на приборы большего объема. Они  оба решают проблему теплового расширения воды в замкнутом объеме, но по-разному — клапан сбрасывает излишки воды. А расширительный бак компенсирует рост давления за счет сжатия воздуха.
Электробойлер	Электрический бойлер создает запас нагретой ТЭНом воды в теплоизолированном баке. Обвязка и схема подключения — та же, что у бойлера косвенного нагрева. Плюсы — небольшая нагрузка на проводку (мощность этих приборов варьируется от 1 до 3 кВт) и стабильная температура воды на выходе. Минус — дорогая тепловая энергия (3-6 рублей за киловатт-час в зависимости от местных тарифов).
Безнапорный проточный нагреватель	Проточный электрический нагреватель несколько экономичнее электрического бойлера, поскольку ему не приходится компенсировать рассеивание тепла через стенки бака. Эти устройства бывают безнапорными (подключаются после крана) и напорными (подключаются между водопроводами ХВС и ГВС и обслуживают несколько точек водоразбора). Обвязка отсутствует: прибор греет воду только при ее расходе. Плюс — компактность. Минусы — большая потребляемая мощность (3,5 — 24 кВт) и низкая точность регулировки температуры у недорогих моделей.

Несколько слов об источниках тепловой энергии для бойлеров косвенного нагрева.

В отсутствие магистрального газа отопление и горячее водоснабжение для коттеджа дешевле всего обойдутся при использовании дров, пеллет (прессованных опилок) или угля. Дороже всего — при нагреве воды электрическим или дизельным котлом.

При этом разные классы отопительного оборудования сильно различаются автономностью:

• Дровяные котлы требуют растопки с периодичностью от нескольких часов (классические твердотопливники) до суток и более (пиролизные котлы верхнего горения);
• Автоматические пеллетные и угольные котлы с подачей топлива из бункера работают без вмешательства владельца неделю и более;

Угольный котел с автоматической подачей топлива

• Время автономной работы дизельного котла ограничено только объемом топливного бака.

Дизельная котельная работает автономно до исчерпания запаса солярки

Канализация

Как организовать утилизацию стоков на даче или в загородном доме? Вот три решения разной сложности и стоимости.

Выгребная яма

Она может быть герметичной или негерметичной.

Герметичные ямы (или накопительные септики) оборудуются  при высоком уровне грунтовых вод, и нуждаются в частой откачке — что, как мы уже упоминали, довольно накладно. Именно поэтому, на сухих грунтах выгребные ямы делаются негерметичными — с грунтовым дном и (иногда) с перфорированными стенками.

Из чего можно соорудить выгребную яму своими руками?

Вариантов масса:

• Монолитный железобетон. Внешней опалубкой при заливке стенок служит котлован;

Материал стенок — железобетон

• Кирпич (кладка с пропусками);

Обратите внимание: в этом случае можно использовать только красный керамический кирпич. Силикатный боится влаги, и разрушается при длительном контакте с водой.

• Колодезные кольца;

Выгребная яма из колец КС

• Керамические или бетонные блоки.

Сброс стоков в выгребную яму имеет три недостатка:

1. Если водоснабжение и канализация в коттедже автономные, в источник для водозабора могут попасть ваши же неочищенные стоки. Глубокую скважину защитить от попадания воды с верхних водоносных слоев сравнительно легко, а вот мелкий колодец — практически невозможно;
2. Административный кодекс РФ содержит статью, предусматривающую крупный штраф за заражение грунтовых вод, повлекшее за собой падеж скота или иные тяжелые последствия. Местная СЭС в любой момент может предъявить вам претензии за слив неочищенных стоков;
3. Дно негерметичной ямы за несколько лет заиливается и нуждается в очистке.

Септик

Септик позволяет реализовать автономную канализацию дома или дачи, нуждающуюся в откачке стоков не чаще раза в год.

Схема движения стоков в однокамерном септике с дренажным колодцем

За счет чего?

Вспомните: бытовые стоки содержат 98% воды, которая впитается в грунт и не будет заиливать дренажный колодец, если предварительно очистить ее от твердых фракций. Очистка осуществляется самым простым способом — отстаиванием.

За трое суток, проведенных в отстойнике, со стоками происходит следующее:

• Легкие фракции (то есть бумага, фекалии и жир) всплывают и со временем образуют на поверхности твердую корку;
• Тяжелые фракции (пищевые отходы) откладываются в виде ила на дне;
• В середине емкости остается сравнительно чистая вода, которую можно направить на почвенную доочистку (то есть, попросту говоря, слить в фильтрующий колодец или в поле фильтрации).

Обратите внимание: качество очистки стоков улучшается при последовательном соединении нескольких отстойников.

Трехкамерный септик с полем фильтрации

Перелив между отстойниками (или отстойником и дренажным колодцем) должен иметь особую форму, позволяющую ему отбирать воду ниже корки на поверхности. Обычно в роли перелива выступает канализационный тройник, установленный вертикально: нижний отвод отбирает воду, а верхний служит для прочистки.

Переливы из тройников

Как рассчитать емкость отстойника септика?

Она должна быть равна трехдневному объему стоков. Этот объем легко рассчитать по месячному расходу воды или исходя из санитарных норм ее потребления (200 литров в сутки на члена семьи).

Расчет объема и устройства септика для разных суточных объемов стоков

Из чего сделать отстойник?

Вот несколько наиболее популярных решений:

• Пластиковая емкость (обычная или усиленная оребрением для установки в котлован);

Пластиковый отстойник с усиленным корпусом

• Монолитный железобетон;
• Колодезные кольца;
• Стальной бак с антикоррозийным покрытием.

Станция биологической очистки

Так называется произведенный в промышленных условиях септик с парой доработок, улучшающих качество очистки стоков:

1. Их аэрация окисляет органику и стимулирует жизнедеятельность аэробных бактерий, питающихся биологическими отходами;
2. Орошение стоками биофильтров (пластиковых ершиков или мочалок, на которых селятся колонии бактерий) опять-таки позволяет очистить воду и уменьшить количество твердого остатка.

На фото — установка глубокой биологической очистки стоков

Станция биологической очистки стоков может устанавливаться в грунт или непосредственно в подвале дома. В последнем случае очищенные стоки откачиваются дренажным насосом.

Разводка труб

Разводка водоснабжения в коттедже может быть выполнена по одной из двух схем:

Изображение	Описание
Последовательная, или тройниковая разводка	Тройниковая подразумевает последовательное подключение сантехнических приборов к общей подводке. Достоинства решения — низкая материалоемкость и возможность открытой прокладки. Скрытый монтаж труб затрудняет обслуживание коттеджей: водоснабжение рано или поздно будет нуждаться в ремонте (подтяжке фитингов, перемотке резьб, замене уплотнителей и т.д.). Недостаток — падение напора на всех приборах при разборе воды на одном из них.
Коллекторный шкаф	Коллекторная разводка (с коллектором-гребенкой и  своей подводкой к каждому прибору)  исключает падение напора. Оборотная сторона удобства эксплуатации водопровода — большая суммарная длина труб и необходимость их скрытой прокладки.

Несколько базовых правил, согласно которым выполняется монтаж водоснабжения в коттедже и разводка канализации:

• Горячие трубы монтируются над холодными. Инструкция связана с тем, что в противном случае восходящий поток воздуха от розлива или подводки ГВС будет нагревать холодную воду;
• Система ГВС при большой протяженности труб делается циркуляционной. Насос, установленный в замкнутую подводку, обеспечивает мгновенную подачу горячей воды к любому крану. В противном случае вы будете бесполезно сливать большое количество воды в ожидании ее нагрева;

Водоснабжение в коттедже: схема с циркуляционным ГВС

• Канализация прокладывается по возможности открыто (с разводкой по подвалу или подполу). В этом случае при серьезном засоре вы всегда сможете вскрыть проблемный участок;

Монтаж канализации в подполе

• Уклон канализационных труб должен быть постоянным по всей их длине. Для труб диаметром 100-110 мм оптимальный уклон равен 2 см на метр длины, для диаметра 50 мм — 3 см/м;

Уклон для разных диаметров канализационных труб

• Диаметр канализации по ходу движения стоков не должен уменьшаться;
• Раструбы канализации ориентируются против направления движения сточных вод. В этом случае уменьшается  вероятность засора зацепившейся за выступ или заусенец тряпкой или шерстью домашних животных;

Раструбы направлены против движения стоков

• Пластиковая канализация крепится к конструкциям дома с шагом не больше 10 диаметров. При большем шаге трубы со временем провисают и образуют контруклоны, становящиеся причиной засоров.

Шаг между точками крепления — не больше 10 диаметров

Видео в этой статье позволит вам узнать больше о том, как выполняется монтаж водоснабжения коттеджа.

Материалы

Какие материалы можно использовать для монтажа инженерных систем коттеджа (см. Выбираем трубы для водоснабжения)?

Давайте вспомним, в каких условиях им предстоит служить:

• Разумный максимум температуры ГВС — 75 градусов;

К слову: свод правил СП 30.13330.2012, регламентирующий проектирование систем внутреннего водоснабжения, устанавливает для ГВС диапазон температур от 60 до 75°С.

• Давление в водопроводе обычно ограничено максимумом в 4-6 атмосфер;

Типичное давление на водоснабжении

• Гидроудары при правильном пользовании запорной арматурой (то есть при плавном закрытии и открытии кранов) исключены.

В столь тепличных условиях можно использовать недорогие полимерные трубы — долговечные и обладающие низким гидравлическим сопротивлением:

1. Полипропиленовые. Они соединяются столь же недорогими фитингами под пайку;

Полипропиленовая подводка ХВС в подвале дома автора статьи

2. Металлопластиковые. Соединения выполняются пресс-фитингами (труба обжимается на штуцере нержавеющей гильзой) или компрессионными фитингами (коническая накидная гайка обжимает трубу на штуцере разрезным кольцом);

Подключение бойлера металлопластиком на пресс-фитингах

3. Изготовленные из сшитого (PEX) или термостойкого (PERT) полиэтилена. Как и металлопластиковые, они поставляются в бухтах и используются преимущественно для скрытой коллекторной разводки воды. Трубы PEX соединяются штуцерами с надвижной гильзой, PERT — муфтовыми фитингами под пайку.

Коллекторная разводка воды трубами PEX

Полезно: ввод холодной воды от водомерного колодца или скважины часто монтируется напорной полиэтиленовой трубой с соединениями на компрессионных фитингах. Ее гибкость и эластичность, сохраняющаяся при низких температурах, исключает повреждение ввода подвижками грунта и его разморозку.

Полиэтиленовый ввод водоснабжения из скважины

Какие трубы используются для монтажа канализации коттеджа? Исключительно пластиковые: ПВХ и несколько более термостойкие полипропиленовые. Они совмещают дешевизну с простотой резки и монтажа на раструбных соединениях с уплотнительными кольцами.

Пластиковая канализационная фасонина

Заключение

Надеемся, что среди описанных нами схем и решений найдутся подходящие уважаемому читателю. Видео в этой статье позволит вам узнать больше о том, как выполняется монтаж водоснабжения коттеджа. Успехов!