Система водоснабжения частного дома: правила, схемы, оборудование

Водопровод в коттедже

Тема этой статьи — выбор, расчет и монтаж системы водоснабжения для частного дома своими руками. Нам предстоит познакомиться с техническими решениями, которые позволят обеспечить дом водой, и необходимым для этого оборудованием. Начнем мы, однако, со знакомства с нормативной документацией.

Нормативные требования

Их можно найти в своде правил за номером 30.13330.2016, который является переработанной с учетом нынешних реалий версией советского СНиП 2.04.01-85. Вот перечень актуальных для владельца коттеджа пунктов документа.

Качество воды

• Трубы и арматура должны иметь гигиенические сертификаты;
• Состав воды и содержание в ней нерастворимых взвесей должны отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.1074. Исключение — вода, подающаяся к писсуарам и бачкам унитазов: по понятным причинам ей не обязательно соответствовать стандартам питьевого водоснабжения;

Нормативы качества для питьевой воды

Примечание автора: с практической стороны этот пункт означает, что при использовании автономного источника водоснабжения (колодца, скважины или открытого водоема) поступающая к смесителям вода должна проходить фильтрацию.

Система очистки воды в частном доме

• Норма температуры горячей воды — 60-65°С. Она не зависит от способа организации горячего водоснабжения и типа использующегося оборудования (бойлеров, проточных водонагревателей, теплообменников и т.д.).

Водопровод

• Нагрев горячей воды должен обеспечиваться теплообменниками, утилизирующими энергию теплоносителя теплосети, или локальными водонагревателями. Прямая подача горячей воды из теплотрассы не запрещается прямо, но и не поощряется;

Комментарий: в открытой схеме теплоснабжения (с отбором ГВС из теплотрассы) практически невозможно выполнить требования к температуре горячей воды. Температура подачи и обратки большую часть отопительного сезона далека от нормативных 60-65 градусов.

Температура ниток теплотрассы зимой

• Давление воды в нижней точке внутреннего водопровода не должно быть больше 4,5 атмосфер (6,0 кгс/см2 в том случае, если коттедж возведен в районе с уже имеющейся многоэтажной застройкой). Нижний предел давления не лимитируется;

Однако: для работы посудомоек, стиральных машин, электрических проточных водонагревателей и другой бытовой техники необходим напор воды как минимум в три метра, что соответствует давлению в 0,3 атмосферы. Именно это значение на практике можно считать нижним пределом допустимого давления.

Водонагреватель не включится при давлении ниже 0,3 кгс/см2

• Если давление воды в магистральном водопроводе превышает нормативное, ввод водоснабжения снабжается редуктором давления.

Устройство поршневого редуктора

ХВС

Трубы холодного водоснабжения нуждаются в изоляции для предотвращения конденсации на них влаги в тех случаях, если они прокладываются через влажные помещения, шахты или санкабины.

Изоляция исключит образование на холодных трубах конденсата

ГВС

• Для поддержания нормативной температуры воды в точках ее разбора для системы ГВС желательно предусматривать режим непрерывной циркуляции;

Примечание: циркуляционное ГВС не только решает проблему температуры, но и исключает ситуацию, когда кран приходится подолгу держать открытым для слива остывшей в трубах воды.

• Водяные полотенцесушители подключаются к циркуляционному контуру ГВС через отсекающие краны с обязательным монтажом байпаса, позволяющего отключить нагревательный прибор без нарушения циркуляции. Там, где это невозможно, СП предписывает использовать электрические полотенцесушители;

Справка: эти приборы потребляют от 30 до 100 ватт электроэнергии — то есть примерно столько же, сколько и циркуляционный насос для ГВС. Однако они выполняют лишь свою прямую функцию — сушку полотенец. В качестве полноценного отопительного прибора, поддерживающего в ванной комфортную температуру, полотенцесушитель такой мощности бесполезен.

Электрическая сушилка Навин Камелия мощностью 102 ватта

• Трубы ГВС следует теплоизолировать для снижения нецелевых потерь тепловой энергии. Исключение — подводки к отдельным сантехприборам.

Теплоизоляция труб с горячей водой

Материалы

• Трубы и предназначенные для их соединения между собой и с арматурой фитинги должны служить как минимум полвека на ХВС и половину этого срока на ГВС;

Уточним: имеется в виду срок службы при нормативном давлении (до 4,5 кгс/см2) и температуре 20°С для холодной воды и 75°С для горячей. Любопытно, что из СП 30.13330.2016 пропало одно требование, имевшееся в предыдущей версии документа: трубы должны обладать неизменным в течение всего срока эксплуатации гидравлическим сопротивлением.

Проблема зарастания и потери напора типична для стальных труб

• Запорная и предназначенная для разбора воды арматура должна уметь закрываться и открываться плавно. Такая конструкция гарантирует отсутствие гидроударов;
• Краны должны стоять на вводе воды в дом, на подводках с пятью и более сантехприборами, на подводках к унитазам и водонагревателям, а также перед поливочными кранами;
• Редуктор давления монтируется после крана и фильтра на вводе, но до водосчетчика. После редуктора должен стоять еще один кран;

Редуктор защищает водосчетчик от избыточного давления

• И на ХВС, и на ГВС в верхних точках контура должны стоять автоматические воздушники, а в нижних — сбросники для полного осушения водопровода.

Поплавковый автоматический воздушник

Однако: функцию воздушников может взять на себя водоразборная арматура — краны и смесители.

Водосчетчики

• Прибор учета расхода монтируется на вводе воды в дом. Допускается его установка в колодце. При этом производитель счетчика должен гарантировать нормальную работу затопленного прибора;
• Перед счетчиком необходима установка крана или вентиля и фильтра грубой очистки;

Кроме того: после прибора учета полезна установка еще одного крана или обратного клапана. Арматура позволит снять прибор для поверки или замены, не сливая всю воду из внутреннего водопровода коттеджа.

• Температура в помещении водомерного узла или в колодце не должна опускаться ниже +5°С;
• Для дома с суточным потреблением воды 10 кубометров и менее диаметр счетчика должен быть равным 15 миллиметрам (1/2 дюйма).

Стандартный размер прибора учета для частного дома — 1/2 дюйма

Источники воды и схемы водоснабжения

Теперь нам предстоит познакомиться с источниками водоснабжения для коттеджа и необходимым в каждом конкретном случае набором оборудования.

Магистральный водопровод

Источник воды — функционирующий круглогодично водопровод, проложенный ниже глубины промерзания почвы. Как правило, подающаяся вода имеет питьевое качество и избыточное давление в 1-4,5 атмосферы.

Ввод воды в дом прокладывается трубами, сохраняющими эластичность при низких температурах — полиэтиленовыми (как правило, на компрессионных фитингах) или неармированными полипропиленовыми.

Вода заведена в дом напорной полиэтиленовой трубой

Из дополнительного оборудования необходимы:

• Кран на отводе воды от магистрального водопровода или на ее вводе в дом;
• Механический фильтр;
• Водосчетчик;
• Опционально — второй кран или обратный клапан, установленный стрелкой в сторону дома.

Водомерный узел в коттедже

Колодец, открытый водоем

При незначительной глубине зеркала воды в колодце или скважине и при подаче воды из открытого водоема необходима лишь насосная станция. Под этим названием поставляется комплект из поверхностного насоса, реле давления и мембранного бачка на общей станине.

Реле управляет работой насоса, включая и выключая его питание в зависимости от напора во внутреннем водопроводе, а мембранный гидроаккумулятор стабилизирует это давление и позволяет насосу простаивать, если разбор воды невелик.

Насосная станция может быть установлена:

• В домике над колодцем;
• В кессоне неглубокой скважины;

На фото — кессон с установленной в нем насосной станцией

• При незначительном расстоянии от источника воды до дома (читай — невысоком гидравлическом сопротивлении ввода) — в доме.

Всасывающая труба комплектуется установленным на ее конце обратным клапаном (при большом количестве взвесей — с сетчатым фильтром). Клапан не позволит воде вылиться из гидроаккумулятора и внутреннего водопровода в момент выключения насоса.

Донный клапан

Полезно: большая часть насосных станций обладает глубиной всасывания 8-9 метров. Это значение ограничено атмосферным давлением: ведь именно оно вытесняет воду из колодца при создании разрежения во всасывающей трубе. Однако станции с внешним эжектором благодаря эффекту Бернулли (падению статического давления по мере роста скорости потока жидкости) способны поднять воду с глубины 25 и более метров.

Устройство насоса внешним эжектором

Скважина

Для водоснабжения из артезианской скважины нужен схожий комплекс оборудования; однако поверхностный насос заменяется погружным (вихревым или многоступенчатым). Обратный клапан монтируется на выходе насоса.

Система водоснабжения со скважиной и погружным насосом

Емкость

Водоснабжение из емкости практикуется:

• При подаче воды из источника (колодца или скважины) с низким дебитом (бак выполняет функцию ресивера, обеспечивающего стабильную подачу воды в пики ее расхода);
• В сочетании с летними водопроводами с подачей воды по графику;
• В качестве резервного на случай отключений централизованной подачи воды;
• В отсутствие других источников водоснабжения (емкость наполняется привозной водой).

Бак с привозной водой в подвале коттеджа

Из оборудования необходима уже знакомая нам насосная станция и один или два обратных клапана. Первый стоит между баком и насосом и препятствует сливу воды обратно в емкость в момент выключения насоса. Второй нужен лишь в том случае, если емкость наполняется из водопровода, и стоит между врезками заливного клапана емкости и напорной линией насоса.

Нагрев воды

Какое оборудование способно обеспечить дом горячей водой? Вот перечень актуальных решений.

Изображение	Описание
Газовые двухконтурный котел или колонка	Главное преимущество — минимальная цена киловатт-часа тепловой энергии (от 50 копеек). Недостаток — невысокая точность настройки температуры воды у моделей с механическим термостатом. Подключается между подводками ХВС и ГВС; перед теплообменником рекомендуется установка механического фильтра (если, конечно, он по какой-то причине отсутствует на вводе).
Электрический проточный нагреватель	Достоинство — компактность. Недостатки — дорогая тепловая энергия и большая нагрузка на электрическую сеть (от 3,5 до 24 кВт). Температура воды регулируется ручным включением/выключением отдельных ТЭНов или автоматически, с использованием электронного термостата (термопары). Способ подключения — тот же, что у газового котла.
Бойлер электрический	Создает значительный запас воды со стабильной температурой, в точности соответствующей заданному владельцем значению. Обладает сравнительно невысокой электрической мощностью (1-3 кВт). Менее экономичен по сравнению с электрическим проточником за счет теплопотерь через теплоизолированный корпус. Перед бойлером устанавливается группа безопасности, включающая обратный и предохранительный (сбрасывающий воду при избытке давления) клапаны.
Бойлер косвенного нагрева	Бак с внутренним теплообменником подключается к отопительному котлу или системе центрального отопления и использует для нагрева воды энергию теплоносителя. Летом котел работает только на нагрев воды в бойлере. Схема подключения — та же, что у электрического бойлера, однако при большом объеме бака, наряду с предохранительным клапаном в контур ГВС ставится расширительный бачок.
Солнечный коллектор	Использует для нагрева воды солнечную радиацию. Достоинство — бесплатное тепло. Недостаток — нестабильная тепловая мощность, зависящая от погоды и сезона. Подключается к циркуляционному контуру ГВС в сочетании с бойлером косвенного нагрева и резервным источником тепла.

Разводка воды

Развести воду по точкам водоразбора можно двумя принципиально разными способами.

• Привычная нам по жилым домам советской постройки тройниковая разводка, предполагает последовательное подключение сантехприборов к общей подводке через тройниковые соединения (сварные или фитинговые).

1. Достоинства — дешевизна, возможность открытой прокладки и подключения дополнительных потребителей к произвольной точке водопровода.
2. Недостаток тройниковой разводки в том, что расход воды в любой точке водопровода вызывает падение напора на всех приборах;

Последовательное подключение смесителей к общей подводке

• Коллекторная разводка воды подразумевает собственную подводку у каждого прибора. Все подводки подключаются к коллектору. Пресловутое падение напора отсутствует, однако разводку труб приходится выполнять только скрыто (то есть при постройке или капремонте дома).

Количество и расположение сантехприборов по понятным причинам остается неизменным до следующего капитального ремонта, а суммарная протяженность труб (и, соответственно, расходы на монтаж водопровода) многократно превышает таковую в случае тройниковой разводки.

Коллекторное водоснабжение: один прибор — одна подводка

Между прочим: нередко практикуется комбинированная схема разводки — смесители подключаются к коллектору, а потребители, для которых падение напора некритично (сливные бачки, стиральные машины и т.д.) — к общей тройниковой подводке.

Циркуляция ГВС

Монтаж циркуляционной системы ГВС оправдан в двух случаях:

1. Если расстояние между дальними точками водоразбора и водонагревателем превышает 6-8 метров;
2. Если вы планируете организовать полноценный обогрев санузлов или ванных с помощью полотенцесушителей.

Циркуляцию в замкнутом контуре обеспечивает маломощный насос. Для прямого подключения контура с рециркуляцией водонагреватель должен иметь дополнительный патрубок.

Циркуляционное горячее водоснабжение коттеджа от косвенника с дополнительным патрубком

Если его нет, собирается несложная схема с подпиткой контура от ХВС и термосмесительным узлом.

Схема с термосмесителем

Расчеты

Трудно ли рассчитать систему водоснабжения частного дома своими руками?

Для небольшого коттеджа расчеты не представляют никакой сложности. Для нас важны всего несколько параметров.

Диаметр водопровода

Пропускная способность ввода центрального водоснабжения ограничена водосчетчиком (напомним, диаметром 15 мм). Соответственно, водопровод монтируется трубами с тем же внутренним диаметром.

Увеличить его на шаг есть смысл лишь при значительной протяженности подводок: тем самым мы снизим гидравлическое сопротивление системы и, соответственно, падение напора в ней. Тех же размеров можно придерживаться в системе автономного водоснабжения.

Важно: пластиковые и композитные трубы обозначаются не внутренним, а внешним диаметром. Для разводки воды по дому используют металлополимерные или полипропиленовые трубы размером DN20.

Производительность насоса

Она должна быть как минимум равной суммарному расходу воды на всех используемых одновременно точках водоразбора. Справочные значения расхода можно взять из таблицы строчкой ниже.

Средний расход воды в час и в минуту сантехническими приборами и бытовой техникой

Обратите внимание, что при неизменной мощности насоса его производительность падает по мере роста создаваемого напора. К примеру, насос может подать 100 л/мин с напором 10 метров и лишь 50 л/мин с напором 30 метров.

Напор насоса

Расчетный напор для поверхностного насоса или насосной станции складывается из:

• Высоты верхнего сантехнического прибора над точкой установки насоса;
• Гидравлических потерь (их можно считать равными метру на каждые 10 метров ввода);
• Избыточному напору (не менее 10 метров).

В случае погружного насоса к сумме перечисленных значений добавляется глубина скважины или колодца.

Факторы, определяющие расчетный напор

Резервная емкость

Ее минимальный расчетный объем равен результату умножения суточного расхода воды на человека (согласно санитарным нормам — 200 литров), количества жильцов и максимальной продолжительности перебоев в подаче воды.

Нормативный расход воды

Например, дому с пятью жильцами, подключенному к дачному водопроводу с двумя включениями в неделю, потребуется бак объемом 200×5х4=4000 литров.

Объем бойлера

Для комфортного приема душа одним человеком необходимо не менее 40 литров воды. Соответственно, для семьи из двух человек нужен как минимум 80-литровый бойлер, из трех — 120-литровый и т.д.

Ориентировочная потребность в горячей воде

Впрочем: вместо линейного увеличения запаса горячей воды можно просто делать перерывы в пользовании душем на ее нагрев.

Трубы

Какие трубы использовать в системе водоснабжения коттеджа?

Все параметры ХВС и ГВС в автономной системе полностью подконтрольны владельцу дома. Форс-мажор в виде гидроударов или перегрева практически исключен, а раз так — трубам не нужен большой запас прочности.

Именно поэтому стандарт де-факто для автономного водоснабжения — применение полипропиленовых и металлопластиковых труб: долговечных, имеющих очень небольшое гидравлическое сопротивление и предельно простых в монтаже.

Разводка воды металлопластиком на пресс-фитингах

Нюанс: металлопластик имеет дурную славу из-за течей на компрессионных соединениях в системах отопления и ГВС. Славу абсолютно незаслуженную: причина возникновения течей — грубые ошибки сборки соединений. Избежать протечек поможет простейшая инструкция: конец трубы должен калиброваться перед соединением с фитингом.

Заключение

Надеемся, что наш материал поможет читателю в проектировании и монтаже водопровода. Видео в этой статье позволит вам больше узнать о том, какими бывают системы водоснабжения для частных домов. Успехов!