Обычно о воде не задумываются тогда, когда ее достаточно. Монгольская пословица гласит: «Человек не ценит воду до тех пор, пока не иссякнет источник». Но жители пустынь хорошо знают ей цену и стараются бережно и экономно расходовать каждую каплю. Цену воде знают и там, где ее надо добывать из глубоких колодцев, нести к дому, и наконец, там, где за воду приходиться платить большие деньги.

Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водо­снабжения устанавливается на основе оценки санитарного со­стояния места размещения водозаборных сооружений и приле­гающей территории для подземных вод, оценки санитарного состояния места забора воды и самого водоема выше и ниже во­дозабора — для открытых водоемов и оценки качества воды во­доисточника.

При выборе источников водоснабжения следует в первую очередь ориентироваться на артезианские воды, надежно защи­щенные от внешнего загрязнения.

При отсутствии или невозможности использования таких ис­точников необходимо переходить к другим источникам в следую­щем порядке:

• межпластовые безнапорные воды (в том числе ключи и родники);
• грунтовые воды;
• открытые водоемы (водохранилища, реки, озера, каналы и т. д.)

Подземные воды образуют разнообразные водоносные систе­мы. Простейшие из них — это пористый или трещиноватый пласт, заполненный водой и залегающий на или между двумя водоупорными слоями. Такие пласты нередко образуют взаи­мосвязанные сложные системы разных масштабов по площади и по глубине залегания. Обычная глубина пластовых вод 300-500 м. До этой глубины находится зона интенсивного (или активного) водообмена подземных вод, в первую очередь вер­ховодка и грунтовые воды. Воды этой зоны тесно связаны с на­земными водоемами — реками, озерами, болотами. Для них ха­рактерна наибольшая скорость движения и достаточно низкая степень содержания растворенных солей — минерализация.

Верховодка образуется на небольших глубинах за счет про­сачивания в почву атмосферных осадков, и вод открытых водо­емов. Воды верховодки не могут служить источником водо­снабжения, так как запасы этой воды обычно незначительны и могут сильно колебаться в зависимости от количества и вре­мени выпадения в данной местности осадков. Кроме того, воды верховки не защищены сверху водоупорной «кровлей» и поэто­му легко загрязняются водами, проникающими непосредствен­но с поверхности земли.

Наиболее пригодны для хозяйственно-питьевого водоснаб­жения воды, залегающие в водоносных пластах, заключенных между водоупорными слоями породы — межпластовые воды, которые, как правило, отличаются стабильностью запасов и их высоким качеством.

Атмосферная вода в основном является химически чистой, не содержит минеральные соли, почти не содержит микроорга­низмы, насыщена исключительно газами.

При прохождении через грунт состав атмосферной воды сильно изменяется. Это зависит от слоев грунта, через которые она просачивается. Вместе с атмосферной водой в грунт прони­кает аммиак, соли калия, натрия и т. д. Из грунта вода поглоща­ет углекислоту и тем самым становится способной растворять по пути своего движения минеральные соли.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, харак­терные для определенного вида породы. Так при движении че­рез известковые породы вода становится известковой, через до­ломитовые породы — магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, обычная питьевая вода насыщается сернокислыми со­лями и становится минеральной.

В зависимости от концентрации в воде минеральных солей вода бывает жесткой и мягкой.

Жесткая вода имеет много минеральных солей, от которых на стенках посуды образуется накипь — каменная соль. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются продукты. Если в 100 г воды содержится 1 мг извести, то это свидетельствует о том, что вода имеет жесткость 1°, если 2 мг, то жесткость воды 2° и т. д. Жесткость хорошей пи­тьевой воды 6—8°, предельная жесткость 17—20°. Совершенно не пригодна для питья вода жесткостью более 23—25°.

Мягкая вода имеет жесткость не более 10°. Хорошей счита­ется вода, которая содержит воздух, небольшое количество уг­лекислого газа и соли, которые придают воде приятный вкус.

Вода из колодцев должна быть прозрачной и чистой, без за­пахов, которые не могут ликвидировать даже самые совершен­ные фильтры, и конечно, без привкуса.

Температура питьевой воды из колодцев должна быть от 7 до 12* С. Вода с более высокой температурой теряет свои ос­вежающие свойства. Температура воды ниже 5* С считается вредной для здоровья людей и животных и ее употребление приводит к простудным заболеваниям.

Качество питьевой воды определяется ГОСТ 2874-82 «Во­да питьевая. Гигиенические требования и контроль за качест­вом».

Вода питьевая должна соответствовать бактериологическим и органолептическим показателям, а также не превышать пре­дельно допустимые концентрации токсичных химических ве­ществ.

Заключение о пригодности питьевой воды источника делают службы санитарно-эпидемиологического контроля по результа­там химического анализа на основе следующих представленных ей материалов:

• результатов обследования источника водоснабжения с описанием санитарного состояния источника и с указанием возможных причин его загрязнения, а также мероприятий, не­обходимых для его защиты;
• органолептических, химических и бактериологических анализов воды;
• технико-экономических предложений о способах и усло­виях использования источника (очистка, обеззараживание, способ забора и подачи воды и т. д.).

Заключение Роспотребнадзора по данному источнику водо­снабжения сохраняет свою силу в течение одного года. Возмож­ность использования его после одного года должна быть под­тверждена вновь при отсутствии изменения санитарных условий источника за истекший год.

Нормы расхода воды

Хозяйственно-питьевое водоснабжение индивидуальных жилых домов может осуществляться как от централизованных систем водоснабжения (городской водопровод), так и от инди­видуальных источников.

Наиболее целесообразно и экономически оправдано ис­пользование для водоснабжения индивидуальных домов цен­трализованных систем, так как в этом случае поставщик во­допроводной воды гарантирует ее качество требованиям ГОСТ 2874-82.

Однако в мелких населенных пунктах зачастую отсутствует централизованный водопровод и индивидуальному застройщи­ку приходится решать вопрос водоснабжения своего дома само­му или совместно с соседями.

Таким образом, если возможность подключения к общест­венному водопроводу отсутствует, то приходится сооружать индивидуальный колодец, т. е. организовывать индивидуаль­ный источник водоснабжения. При этом вода из колодца мо­жет подаваться в водопровод дома с помощью насосов раз­личных типов. Для накопления запаса воды используют закрытые, герметичные баки. Запуск и отключение водяного насоса осуществляется автоматически в зависимости от уров­ня воды в баке.

Нормы расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды на­селения в сутки и часы наибольшего водопотребления (л/сут и л/ч) следует принимать исходя из строительных норм и пра­вил (СНиП) в зависимости от степени благоустройства дома со­гласно табл. 1.

Нормы расхода воды. Таблица 1

Норму расхода воды на поливку приусадебных участков ре­комендуется принимать до 4 л/сут на 1 м² при суточной про­должительности полива 6 час (3 часа утром и 3 часа — вечером).

Для домашнего скота и птицы, принадлежащих домовла­дельцам, рекомендуются следующие нормы расхода воды на 1 животное в сутки, л:

• для коровы — 50—60 л;
• молодняка круп­ного рогатого скота - 25-30 л;
• свиньи - 12-15 л;
• поросят - 5-7 л;
• кур - 0,8 л;
• индеек - 1,2 л;
• гусей и уток — 1,6 л.

Для тепличного хозяйства расход воды принимают в зави­симости от типа теплиц, а именно:

• для теплиц грунтовых, зим­них и весенних — 15л/м²;
• для теплиц стеллажных зимних - 6 л/м²;
• для парников — 6 л/м²

Забор подземных вод для систем водоснабжения

Забор подземных вод осуществляется путем устройства ключевых, шахтных или буровых (трубчатых) колодцев.

Достигнув водонепроницаемого слоя грунта, вода собирает­ся там и в зависимости от накопившегося количества начинает искать выход, а найдя его, стекает в более низкие места, обра­зуя так называемые ключи. Иногда вода скапливается между двумя водонепроницаемыми пластами, из которых один нахо­дится внизу, а второй вверху В таких пластах вода сильно сжата и находится под некоторым давлением. Такая сжатая вода нахо­дит выход чаще всего в виде отдельных струек.

Если вода выходит на поверхность земли на ровном низком месте, но под некоторым напором, то это так называемые вос­ходящие ключи, а если вода сливается в сторону оврага или об­рыва и стекает вниз, то это так называемые нисходящие ключи.

Когда вода очень сильно сжата между двумя водонепрони­цаемыми слоями и при бурении в таком месте скважины вода с силой поднимается вверх и бьет фонтаном, такая струя воды называется артезианской.

Количество воды в артезианских колодцах всегда находится на одном уровне и не зависит от погодных условий. Такая вода практически имеется везде, но на разной глубине и не всегда может быть хорошего качества. Как правило температура арте­зианской воды не зависит от времени года и составляет 7-12° С. Из восходящих и нисходящих ключей воду можно брать весьма просто. Артезианскую скважину как правило при­ходится бурить на достаточно большую глубину, для чего необ­ходимо специальное буровое оборудование. Но вода может на­ходиться и на небольшой глубине, в этом случае получить ее можно путем строительства шахтных колодцев.

Ключевые колодцы

Ключевые колодцы наиболее просты по конструкции и не требуют большого количества строительных материалов и тру­довых затрат.

Камеры для сбора и накопления воды родников (ключей) (каптажные камеры) можно соорудить из простых материалов (камней, валунов, деревянных деталей и т. д.) В зависимости от типа ключей различают восходящие и нисходящие ключевые колодцы.

1. Восходящий ключевой колодец представлен на рис. 1 а. Рекомендуется следующий порядок строительства колодца. Намечается место для колодца, расчищается и углубляется вы­бранное место. В полученное углубление ставят заранее приго­товленный деревянный сруб, бочку без дна, бетонное кольцо или прочный деревянный ящик. Стенки углубления можно вы­ложить камнем или кирпичом.

Зазоры между стенками сруба (бетонного кольца, ящика и т. д.) и грунтом заполняют жирной тщательно размешанной глиной, которую затем тщательно уплотняют. Вокруг сруба со­здается так называемый «глиняный замок», который препятст­вует всасыванию почвой воды из резервуара.

Дно колодца засыпают гравием или щебнем. Толщина слоя не более 20 см. Вместо гравия или щебня можно использовать крупный мытый речной песок.

При устройстве восходящего ключевого колодца необходи­мо предусмотреть следующее: край сруба (бетонного кольца, ящика, бочки), а проще резервуара обязательно должен нахо­диться ниже того уровня воды, которую может поднять ключ. Сам резервуар может иметь гораздо большую высоту возмож­ного подъема в нем воды ключом, но тогда в резервуаре следует прорезать сливное отверстие такого размера, чтобы ключевая вода не поднималась выше этого отверстия и вытекала из резер­вуара по переливной трубе.

Если не выполнить это условие, то со временем под влияни­ем массы воды и ее давления вода может найти выход в другом месте на поверхности земли, сливая туда свои излишки, или полностью уйдет из резервуара. В результате можно ли­шиться ключевой воды — самой вкусной, полезной и чистой.

Чтобы не загрязнять, хотя и проточную, воду посудой, в резервуаре устраивают лоток, по которому будет стекать выливаемая из резервуара вода, которую и набирают в любую тару.

Сверху резервуар накрывают плотной крышкой, препятст­вующей попаданию в колодец листьев, пыли, насекомых и т. д. Вокруг колодца устраивают отмостку, благодаря которой атмо­сферная вода стекает в сторону и не попадает в резервуар. От- мостка делается из толстого слоя жирной мятой глины, а свер­ху покрыта цементными плитами, кирпичом, камнем, бетоном или асфальтом. Желательно устроить вокруг колодца огражде­ние. Ограждение предохраняет колодец от приближения к нему животных.

Вытекающая из колодца вода должна отводиться как можно дальше от него. Для этого роют канавку такой глубины, чтобы вода не выливалась через ее края и не насыщала грунт. Дно и стенки канавки рекомендуется выложить утрамбованным слоем глины, которая препятствует проникновению сливаемой воды в грунт. Чтобы глина не размывалась водой, ее надо обло­жить камнем-плитняком.

2. Нисходящий ключевой колодец представлен на рис.1 6. Резервуар может быть изготовлен из любых подручных матери­алов, но обязательно с деревянным, бетонным, кирпичным или каменным дном. Вода ключа по водоносному слою поступает в резервуар через боковую стенку. Она может нести с собой ча­стицы ила, грунта и других нежелательных предметов.

Для фильтрации грунтовой воды поперек водоносного слоя засыпают слой щебня или гравия, которые можно заме­нить крупным промытым речным песком. Кроме этого при­емный резервуар надо перегородить на две части. Перегород­ку делают из любых материалов и ставят поперек потока воды. Таким образом получается два отделения. Вода через гравий­ный фильтр и отверстия в стенке резервуара поступает в пер­вое (приемное) отделение, отстаивается здесь и в чистом виде переливается через верх перегородки во второе отделение, из которого по сливному отверстию выливается по перелив­ной трубе в сливную канавку и отводится как можно дальше от колодца.

Рис. 1. Пример конструкции ключевых колодцев: а — восходящего родника;  б — нисходящего родника; 1 — плита перекрытия; 2 — гидроизоляция; 3 — ходовые скобы; 4 — кирпичная кладка; 5 — вен­тиляционный стояк; 6 — пере­ливная труба; 7 — водозаборная труба; 8 — вентиль; 9 — фильтр; 10 - обратный гравийный фильтр; 11 — бетонное кольцо; 12 — глиняный замок; 13 — слив­ная воронка с пробкой на цепи; 14 - водоносный слой; 15 — гра­вийный фильтр; 16 - дренажная стенка; 17 — водоотводная кана­ва; 18 — открылки.

Для зашиты от мусора и пыли верх резервуара закрывают плотной крышкой.

Для механизированной откачки воды из резервуаров ключе­вых колодцев служат водозаборные трубопроводы с фильтрами на концах.

Ключевые колодцы самые простые и дешевые по устройст­ву, но они устраиваются только в местах выхода наружу грунто­вых вод (на ключах), которые, как правило, довольно редки и удалены от жилых домов.

Поэтому около дома для получения питьевой воды из неглу­боко залегающих водоносных слоев или пластов грунта устраи­вают шахтные или буровые (трубчатые) колодцы.

Шахтные колодцы

Шахтными колодцами называют потому, что для подъема воды из таких колодцев устраивают шахтные стволы из дерева, железобетона, камня и других конструкционных материалов. Шахтные колодцы обычно применяют при неглубоком залега­нии подземного водоносного горизонта до 20—30 м. Но возмож­но и более глубокое залегание водоносного горизонта — до 100 м. Колодцы могут быть круглого или прямоугольного сечения.

Шахтный колодец состоит из оголовка (верхней части), ствола, водоприемной части, находящейся непосредственно в водоносном слое и зумпфа (нижней части ствола, служащего для создания и хранения требуемого запаса воды).

В зависимости от материалов, применяемых для устройства ствола, колодцы бывают деревянными, бетонными, кирпичны­ми, каменными и т. д. На рис. 2 и 4 представлены конструк­ции деревянного шахтного колодца, на рис. 3 — колодец из кирпича или железобетона.

Рис. 2. Устройство шахтного колодца с деревянным срубом, оборудованного вибрационным насосом: 1 — шланг; 2 — вибрационный насос; 3 — песок; 4 — щебенка; 5 — коробка; 6 — сруб деревянный; 7 — глиняный замок; 8 — отмостка; 9 — будка; 10 — вен­тиляционный стояк; 11 — ввод электросети; 12 - застекленное окно; 13 — из­лив с краном; 14 — крышка; 15 — запорный вентиль; 16 — подземный трубо­провод; 17 — дренажное (сливное) отверстие диаметром 2—4 мм

Оголовок — наземная часть шахтного колодца, защищает ко­лодец от попадания в воду различных предметов: пыли, атмо­сферных осадков, случайных животных и грызунов и т. д. Зи­мой он предохраняет колодец от промерзания и обледенения. Сверху оголовок закрывается крышкой из водонепроницаемого материала. Крышка должна плотно закрывать колодец но в то же время легко подниматься, выдвигаться или повора­чиваться, открывая доступ к воде.

Ствол — это открытое, строго вертикальное пространство т. е. шахта на всю глубину колодца. Чтобы грунт не осыпался со стенок шахты и прочно держался на них, его укрепляют дере­вянными стенками, которые называются срубом.

Сруб состоит из венцов, срубленных из плотной древесины. Для облегчения последующего сбора венца в колодце бревна или пластины венца соответственно помечают. Первым делают самый нижний венец, за ним второй, третий и т. д. Бревна и пластины должны быть тщательно подогнаны друг к другу, для того, чтобы между ними не могла просачиваться вода-вер- ховодка и различные загрязнения.

Вместо деревянного сруба можно применить бетонные коль­ца, каменную или кирпичную кладку или монолитный железобе­тон. Независимо от применяемого материала сруб или другие материалы в стволе колодца должны быть уложены как можно плотнее, чтобы исключить попадание в колодец верховодки и разжиженной водой почвы.

Лучшей считается круглая форма ствола, но чаще его делают квадратной и реже прямоугольной или многогранной формы.

Рис. 3. Устройство шахтного колодца из кирпича (природного камня) или бетона с рунным насосом: 1 - песок; 2 — щебенка; 3 — тяж; 4 — рычаг; 5 — будка; 6 — вентиляционный стояк; 7 — глиняный замок; 8 — излив с краном; 9 — запорный вентиль; 10 — подземный трубопровод; 11 — дренажное (сливное) отверстие диаметром 2-4 мм; 12 — насос БКФ; 13 — бетон или кирпичная кладка; 14 — водозабор­ный фильтр

Водоприемная часть — это нижняя часть ствола, в котором собирается и хранится вода. В зависимости от требуемого коли­чества воды, водоприемную часть колодца выполняют разной глубины (высоты). Обычно выбирают высоту водоприемной части до 2 м, т. к. большая высота требует большего расхода ма­териалов. Эту часть колодца выполняют из самого прочного материала, способного выдержать длительную эксплуатацию в тяжелых климатических условиях.

Зумпф — это нижняя часть водоприемного ствола. Он пред­назначен для сбора необходимого количества воды при недо­статочной производительности водоносного слоя. В силу этого зумпф обязательно заглубляют ниже водоносного слоя и увели­чивают водоприемную часть сруба, устроив ее в виде шатра (рис. 4).

Рис. 4. Деревянный шахтный колодец: 1 — донный фильтр; 2 — венцы из бревен или пластин; 3 — слой утрамбован­ной глины; 4 — отмостка (слой щебня, кирпича); 5 — крышка оголовка; 6 — во­доносный слой; 7 — водоупорный слой

Буровые и трубчатые колодцы. Скважины

Буровыми колодцы называют потому, что они выполняются методом бурения скважины с последующей установкой в пробу­ренной скважине стальных труб для откачки из водоносного го­ризонта воды. В нижней части трубы, находящейся в водонос­ном слое, должен быть установлен фильтр, необходимый для фильтрации поступающей из водоносного слоя в трубу воды.

Бурение скважины выполняют с помощью бура или специ­ального бурового инструмента. Буровой инструмент имеет разные названия, диаметр и массу. Применяют его для бурения различных пород путем вращения или долбления, т. е. нанесе­ния по породе сильных ударов инструментом, насажанным на штангу (рис. 5).

Рис. 5. Инструменты для бурения: а — буровая ложка; б — буровая ложка со змеевиком на конце; в — змеевик; г — долота; д — пирамидальное долото; е — желонка

Все виды бурового инструмента имеют коническую резьбу, с помощью которой инструмент ввертывается на штангу. Буро­вой инструмент изготавливается из высококачественных сор­тов стали и подвергается термической обработке.

Буровые ложки применяют для бурения скважин преимуще­ственно в устойчивых легких породах: чистых, влажных песках, глинистых песках, песках с мелким гравием, суглинках и песча­нистых глинах.

Ложки изготавливают из листовой стали или стальных труб с обязательной термообработкой. Корпуса ложек изготавлива­ют диаметром 70, 102, 140, 198 мм и длиной 700—750 мм. Эти ложки предназначены для обсадных труб с внутренним диаме­тром 78,115, 155 и 205 мм. В основном используют ложки с лез­вием  змеевиком. При работе ложки с лезвием и двумя заост­ренными резцами требуется нажим определенной силы, чтобы она врезалась в породу и срезала ее. Ложка со змеевиком на конце облегчает бурение, так как нажимать на нее во время ра­боты почти не требуется, поскольку змеевик ввертывается в грунт и тянет за собой ложку..

Змеевик (спиральный бур) применяют для бурения скважин в глинах и суглинках с содержанием некоторого количества гравия. Он состоит из головки с конусообразной резьбой и не­скольких спиральных витков, оканчивающихся в нижней час­ти лезвием. Шаг спирали принимают, как правило, равным ди­аметру змеевика. Изготавливают из полосовой стали нужной марки и вязкости. Закаливают змеевик на высоту спирали. Пе­рекаленный металл не пригоден; так как при бурении он мо­жет сломаться и удалить его из скважины практически не воз­можно.

Змеевик должен быть цельнокованым, сварные змеевики не допускаются, так как по месту сварки может произойти излом. Змеевики бывают диаметром 70,104,140 мм, длиной соответст­венно 650, 700, 820 мм.

Долота применяют для ударного бурения. Они подразделя­ются на зубильные, пирамидальные, плоские, крестовые и др. Долота состоят из лопасти, шейки, конусной резьбы. Нижняя кромка является режущей поверхностью. Выковывают долота из цельного куска стали с последующим закаливанием. Во вре­мя работы для округления ствола скважины долото после каж­дого удара поворачивают на угол 15—20°.

Зубильное долото имеет нижнее основание размером 45,60, 75, 85 мм, длину лезвия 258, 260, 290 мм.

Желонки бывают простые и поршневые. Желонки служат для извлечения из скважины пробуренной ударным способом породы, а также для бурения сыпучих и рыхлых пород. Корпус желонки изготовляют из трубы длиной 2—3 м. Вверху имеется резьба для крепления к штанге или серьга для крепления к ка­нату, внизу — стальной башмак с клапаном. Нижнюю часть башмака делают острой, диаметром на 4—8 мм больше наруж­ного диаметра корпуса желонки.

Желонки бывают с наружным диаметром корпуса 89, 95, 127, 168, 219 мм и соответственно массой 25, 30, 47, 64, % кг. Они предназначены для работы в обсадных трубах с внутрен­ним диаметром 104, 115, 155, 205, 225 мм.

Простая желонка имеет клапан в виде стального диска или шарика. Диск крепится шарнирно с одной стороны к своему седлу с отверстием, на которое он опускается. Если клапаном служит шарик, то он перекрывается ограничите­лем, не позволяющим уйти ему вместе с породой. При ударе о породу желонка внедряется в породу, порода при этом под­нимает клапан своей тяжестью и давлением на него породы закрывается; желонка заполняется породой. Поднятая на­верх желонка с породой освобождается от нее путем опроки­дывания желонки.

Поршневая желонка в изготовлении сложнее, но она дает за­мечательные результаты при работе в разжиженных водой по­родах. При этом поршень устанавливается внутри желонки и управляется с помощью штанги.

Указанная выше длина бурового инструмента необходима потому, что в процессе работы бурение чередуется с извлече­нием инструмента из скважины, очисткой его от породы, об­ратной вставкой его в скважину, после чего цикл работы по­вторяется.

Выемка инструмента отнимает очень много времени. При коротком инструменте производительность труда сильно падает. Но сверхдлинный инструмент также малопригоден, по­скольку заполненный породой окажется очень тяжелым и по­требует больших усилий для выемки его из скважины.

В процессе бурения рыхлые грунты обваливаются и засоря­ют скважину. Чтобы избежать этого, в пробуриваемую скважи­ну вставляют обсадную трубу. Диаметр обсадной трубы должен быть таким, чтобы в нее свободно входил буровой инструмент. По мере бурения скважины обсадная труба опускается. При по­ворачивании обсадной трубы ее нагружают балластом, с тем чтобы осадить обсадную трубу в грунт. Обсадные трубы по мере бурения удлиняют путем наращивания с помощью резьбовых соединений. Поэтому, чтобы избежать развинчивание обсад­ных труб в скважине, вращать обсадные трубы как при их спуске в скважину так и при подъеме, нужно только в одну сторону (в сторону завинчива­ния).

Буровая скважина должна быть строго вертикальной. В силу этого и бур должен на­ходится строго в вер­тикальном положении. Для этого необходимо выполнить следующее:

• Перед бурением кладут и прочно кре­пят к земле толстую доску с отверстием, со­ответствующим диаме­тру обсадной трубы. Доску крепят к земле с помощью длинных прочных кольев.
• Над доской ус­танавливают треногу из толстых жердей или бревен с прикреплен­ным к ее вершине бло­ком (рис.6)

Рис. 6. Оборудование для бурения скважин: а — оборудование для бурения скважины; б — поворотный хомут: 1 — водоносный слой; 2 — змеевик; 3 — буровая колонка; 4 — ворот; 5 — тренога; 6 — стяжная шпилька; 7 — блок; 8 — вертлюг; 9 — вороток; 10 — оголовок; 11 — деревянный щит; 12 — башмак зубчатый; 13 — хомут деревянный; 14 — муфта ударная; 15 — стяжная шпилька; 16 — обсадная труба

Бур устанавлива­ют в отверстие в доске, выравнивают по отвесу и делают забур в грунт на длину применяемо­го инструмента. Затем бур вынимают из сква­жины, очищают от вы нутого грунта. В образовавшуюся скважину вставляют обсадную трубу и ввинчивают ее в грунт путем вращения под балластом. Затем внутрь обсадной трубы вставляют бур, который подвеши­вают на канате, перекинутый через блок треноги.

• Бур вращают с помощью рычага или ключа и тем самым углубляются в грунт на длину применяемого бурового инстру­мента.
• Бурение продолжают до тех пор, пока бур не дойдет до водоносного слоя. По мере углубления бура в грунт, обсадную трубу и стержень бура наращивают новыми звеньями с помо­щью муфт с резьбой. Плотные и каменистые грунты разрабаты­ваются ударным способом с помощью зубильных долот.

Для нормальной работы скважины, следует правильно уста­новить в ней фильтр. Фильтры (рис.7) обязательно должны быть в буровых колодцах и служат для фильтрации воды, посту­пающей к насосу. В такой воде нет мельчайших песчинок и му­ти. Это в первую очередь повышает качество воды, во вторую очередь удлиняет срок службы насосов, перекачивающих воду из скважины.

Рис. 7. Фильтры: а — фильтр с проволочной обмоткой: 1 — труба; 2 — проволочная обмотка; 3 — стальные прутки (опорная проволока); 4 — отверстия; б — фильтр сетча­тый: 1 — наконечник; 2 — труба; 3 — сетка; 4 - проволочная обмотка; 5 — от­верстия — перфорация; в — фильтр гравийный: 1 — сетка; 2 — гравий

Наибольшее распространение получили следующие конструк­ции фильтров:

• Дырчатый фильтр без сетки — это стальная перфориро­ванная труба с просверленными в шахматном порядке круглы­ми отверстиями диаметром 1—20 мм. Число отверстий должно быть таким, чтобы их общая площадь составляла примерно 20—25% общей поверхности трубы. Такой фильтр устанавлива­ют в водоприемной части скважины в неустойчивых скальных породах или крупноблочных рыхлых породах.
• Стальной щелевой фильтр представляет собой стальную трубу, на которой в шахматном порядке фрезеруют узкие пря­моугольные щели размером 1,5—3x25—100 мм.
• Для улучшения фильтрации перфорированные дырчатые или щелевые фильтры обматывают сверху проволокой. При этом на поверхности трубы по ее длине приваривают через 20—30 мм стальную проволоку диаметром 3—4 мм; на которую затем вплотную друг к другу навивают стальную оцинкованную или медную проволоку диаметром 1,5—2 мм на всю длину пер­форированной трубы.
• Широко применяются сетчатые фильтры (рис. 7 6) для улавливания песков и взвесей в воде. Сетка, применяемая для сетчатых фильтров, изготавливается из медной или латунной проволоки и имеет отверстия диаметром от 0,1 до 0,5 мм. Чем меньше отверстия сетки, тем чище получается отфильтрован­ная вода. На перфорированную трубу вначале наматывается опорная проволока диаметром 2,5—3 мм с шагом навивки 15—30 мм. Опорная проволока приваривается или припаивает­ся к трубе во многих местах. Сетку закрепляют сверху опорной проволоки и припаивают к проволоке по всей длине опорной проволоки. Этим добиваются необходимой прочности закреп­ления сетки на перфорированной трубе.

Гравийные фильтры (рис.7 в) бывают нескольких типов. Самый простой: гравий засыпают в скважину после ее устрой­ства. Но в начале в скважину опускают дырчатую трубу или сет­чатый фильтр, который по мере подъема обсадных труб обсы­пают гравием. Его зерна должны быть в 10—20 раз крупнее диаметра песчинок водоносного слоя. Фильтр закрепляют на конце водоподъемной трубы и опускают в заранее пробурен­ную и предварительно очищенную скважину. Опустив фильтр, его обнажают, поднимая обсадные трубы на высоту фильтра.

После пробного откачивания воды из скважины и получения удовлетворительной степени фильтрации обсадные трубы мож­но вытащить из скважины; а скважину передать в эксплуатацию.

В сравнении с шахтными колодцами буровые колодцы облада­ют рядом преимуществ:

• буровые колодцы гигиеничнее других, так как вода попадает в них не сразу, а предварительно очистившись, пройдя через различные слои почвы и фильтр тонкой очистки, смонтирован­ный на конце водоподъемных труб;
• буровые колодцы менее трудоемки в строительстве. Пробу­рить скважину глубиной до 30 м, смонтировать водоподъемник трубы с фильтром и сдать скважину в эксплуатацию возможно за 1—2 дня. На устройство шахтного колодца такой глубины требуется 30—60 дней;
• по стоимости буровые колодцы в 4—5 раз дешевле шахтных.

Водоподъемные устройства.

Для подъема воды из колодцев применяются вороты раз­личных конструкций, ручные или механические насосы. Но ча­ше используют так называемые журавли.

Ручные насосы

Подъем воды из скважины или шахтного колодца осуществ­ляется насосами, которые подразделяются на ручные и механи­ческие. Ручные насосы, как правило, бывают двух типов: штан­говые и поршневые.

Если высота подъема воды более 7метров применяют штан­говые насосы. При меньшей высоте подъема воды целесообраз­нее применять поршневые насосы.

Штанговый насос (рис. 8) состоит из колонны водоподъ­емных труб 2, насосного цилиндра 1, закрепленного на конце водоподъемных труб, ком­плекта штанг 3, на котором шарнирно закреплен пор­шень 8, и наземного ручного приводного механизма, со­стоящего из штока 6 и балан­сира 7.

Рис. 8. Штанговый насос: 1 — цилиндр; 2 — колонна водоподъем­ных труб; 3 — штанга; 4 — хомут сталь­ной; 5 — сальник; 6 - шток; 7 — балан­сир; 8 — поршень; 9 — поршневой канал; 10 — шариковый клапан (обратный)

Насосный цилиндр 1 опу­скается в скважину на колон­не водоподъемных труб 2, ко­торые закрепляют на конце обсадных труб с помощью специального хомута 4.

В воду насосный цилиндр погружается ниже постоян­ного уровня воды для того, чтобы нижний всасывающий дисковый или шариковый клапан 10 не мог выступить из-под воды во время откач­ки. На верхнем конце водо­подъемных труб крепится сальник 5.

Опустив насосный ци­линдр на требуемую глубину, на штангах 3 опускается поршень 8 с таким расчетом,  чтобы он не доходил до нижнего клапана цилиндра на 50—60 мм. На верху штанги прикрепляют к штоку 6, проходящему через сальник 5 и свя­занному шарнирно с балансиром 7.

Поршень 8 имеет в середине проточку, в которой устанавли­вают клапан 9. На наружной поверхности поршня крепится ко­жаная или резиновая уплотнительная муфта. При движении поршня вниз закрывается клапан 10 и открывается клапан 9.

Вода поступает в пространство над поршнем. Когда поршень движется вверх, он поднимает всю находящуюся над ним воду, а в пространство под поршнем из-за разряжения воздуха будет поступать вода из скважины. В это время поршневой клапан 9 закрыт, а всасывающий клапан 10 открыт. Таким, образом происходит перекачивание воды из скважины или колодца.

Поршневой насос по конструкции аналогичен штанговому насосу, но имеет некоторое отличие (рис. 9).

Рис. 9. Поршневой насос: 1 — фильтр; 2 — колонна водоподъемных труб; 3 — отвод; 4 — обратный клапан; 5 — дисковый клапан; 6 — цилиндр насоса; 7 — поршень насоса; 8 — клапан поршневой; 9 — шток поршня; 10 — водоприемный резервуар; 11 — балансир

Основное условие работы поршневого насоса - это не глу­бокое (не более 7—10 м) залегание водоносного слоя или высо­кий уровень грунтовых вод.

Поршневой насос устанавливают на верхнем конце водо­подъемных труб на уровне 70-100 см от уровня земли. Порш­невой насос состоит из цилиндра 6, внутри которого перемеща­ется поршень 7. В поршне вмонтирован поршневой клапан 8, а в днище цилиндра устанавливается дисковой клапан 5.

При движении поршня вниз дисковой клапан 5 закрывает­ся и вода из-под поршня поступает через открытый поршневой клапан 8 в освобождающееся пространство над поршнем.

При движении поршня вверх поршневой клапан 8 закрыва­ется и водяной столб над поршнем поднимается в водоприем­ный резервуар 10.

Под поршнем в это время создается разряжение. За счет этого разряжения клапан 5 открывается и вода поднимается в пространство под поршень. Для возвратно-поступательного движения поршня служит шток 9, шарнирно соединенный с балансиром 11. Для осуществления механической перекачки воды из скважины, устанавливают обратный клапан 4 для то­го, чтобы совместить работу электронасоса и поршневого на­соса.

Механические насосы

Для перекачки воды из колодцев и скважин применяются электромеханические насосы, которые в зависимости от прин­ципа действия подразделяются на центробежные, шестеренча­тые и электромагнитные (вибрационные).

Электрический центробежный насос состоит из двух ос­новных частей: электродвигателя и лопастного центробежно­го насоса. Рабочее колесо вместе с лопастями заключено в корпус, выполненный в виде улитки. К приемному и нагне­тательному отверстиям корпуса присоединяются всасываю­щий и напорный трубопроводы. Рабочее колесо с лопастями соединяется с валом электродвигателя. Вода, заполняющая насос, при вращении рабочего колеса под действием центро­бежной силы выбрасывается из корпуса в напорный трубо­провод. Во время вращения рабочего колеса во всасывающем патрубке насоса создается разряжение, за счет которого вода непрерывно поступает во всасывающий трубопровод. Насосы центробежного типа могут работать только в том случае, если рабочее колесо, а, следовательно, и всасывающий трубопро­вод заполнены водой. Поэтому, чтобы удерживать воду внутри насоса при его остановке, на конце всасывающего трубопро­вода должно быть установлено приемное устройство с обрат­ным клапаном (рис. 9).

Если насос запускают в работу впервые после монтажа или ремонта, то в его корпус предварительно заливают воду, обра­щая внимание на то, чтобы не образовывались воздушные пробки.

Работа насоса характеризуется производительностью и на­пором. Насос следует подбирать с таким расчетом, чтобы его производительность соответствовала часовому расходу воды в системе водоснабжения, а напор был достаточен для подъема воды на требуемую высоту и преодоления сопротивлений тру­бопроводов и арматуры.

В таблице 2 приведены технические характеристики цент­робежных насосов типов К, КМ, НДВ, Ф, а в таблице 3 — ма­логабаритных бытовых центробежных электронасосов.

Недостаток центробежных насосов — необходимость пред­варительной заливки водой. Этого недостатка лишены шесте­ренчатые насосы, которые не требуют заливки водой. Хотя, ше­стеренчатые насосы менее производительны и менее надежны, чем центробежные насосы.

Широкое распространение получили объемно-инерционные насосы с электромагнитным вибрационным двигателем. Прин­цип их действия основан на использовании электромагнитных колебаний, передаваемых клапану-плавнику. При сравнитель­но небольшой потребляемой мощности (250 Вт) и малой массе производительность таких насосов достигает 1,5 м³/час при максимальном напоре 40 м.

Технические характеристики центробежных насосов типов К, КМ, НДВ, Ф

Таблица 2

Технические характеристики бытовых электронасосов. Таблица 3

Электромагнитные насосы не имеют трущихся поверхнос­тей, вращающихся деталей и не требуют смазки. Характеристи­ки вибрационных электронасосов приведены в табл. 4.

Технические характеристики электромагнитных (вибрационных) насосов. Таблица 4

Электромагнитные (ви­брационные) насосы пред­назначены для подъема во­ды из колодцев и трубчатых скважин при их непосред­ственном погружении в во­ду без предварительной за­ливки водой. Питаются насосы от однофазной сети переменного тока при дли­тельном режиме работы. Пример установки элек­тронасоса «Малыш» пока­зан на рис. 10.

Рис. 10. Установка электронасоса «Малыш»: а — в колодце; б — в обсадной трубе: 1 - насос; 2 — связка провода со шлан­гом; 3 — подвеска капроновая; 4 — пружинная подвеска из резины; 5 — про­вод; 6 — шланг; 7 — перекладина; 8 — вилка; 9 — кольцо; 10 — труба обсадная

При наличии водозабо­ра из колодца или скважи­ны с насосной установкой целесообразно применять систему водоснабжения с водонапорным баком. Как правило, водонапор­ный бак оборудуется авто­матикой для включения и выключения электрона­соса.

Объем бака принимают равным 20—25% суточного водопотребления жилого дома и для средней семьи из 4-х человек — составля­ет около 150—200 литров. В качестве бака удобно ис­пользовать металлическую бочку и устанавливать ее нужно в наиболее высоком месте дома, чаще всего на чердачном пере­крытии. Для того чтобы вода не замерзала в холодное зимнее время, водонапорный бак необходимо тщательно теплоизолировать. Водонапорный бак целесообразно изготавливать из не­ржавеющего материала или тщательно покрывать изнутри ан­тикоррозийным покрытием. Бак оборудуют системой подаю­щих, отводящих, переливных и спускных трубопроводов (рис. 11).

Рис. 11. Водонапорный бак: 1 — подкладочные бруски; 2 — расходная труба; 3 — подающая труба; 4 — вентиль; 5 - бак; 6 - крышка; 7 — поплавковый клапан; 8 — поддон; 9 — переливная тру­ба; 10 — спускная труба; 11 - грязевая труба; 12 — воронка; 13 — приемный ба­чок

Но не всегда возможна установка водонапорных баков, по­тому существует второй вариант водоснабжения жилых до­мов - это применение гидропневматических установок.

Гидравлические установки имеют определенные преимуще­ства по сравнению с водонапорными баками, так как они могут размещаться на любом этаже здания, в подвалах, колодцах и т. д. Однако для их надежной работы требуется бесперебойное электроснабжение.

Установка состоит из следующих основных элементов (рис. 12): электронасоса, гидропневматического бака, блока управления и обвязки с арматурой.

Рис. 12. Общий вид гидропневматической водоподъемной установки: 1— насос «Агидель» или «Малыш»; 2 — гидроаккумулятор; 3 — блок управления; 4 — манометр; 5 — датчик реле давления; 6 — вентиль для накачки воздуха; 7 — сгон 3/4"; 8 — вентиль 3/4"; 9 — штуцер; 10 — контргайка 3/4"; 11— тройник 3/4"; 12 — водоподводящий патрубок; 13 — воздушная камера; 14 — жидкостная камера; 15 — диафрагма.

Основной элемент установки — гидропневматический бак. Он состоит из двух элиптических днищ с обработкой, между которыми установлена резиновая диафрагма, разделяющая бак на воздушную (верхнюю) и жидкостную (нижнюю) камеры. Ус­тановка автоматизирована; насос включается и выключается в зависимости от давления воды в системе.

Уход за колодцами. Ремонт колодцев

К колодцам любого типа предъявляются высокие санитар­но-гигиенические требования, поскольку качество питьевой воды напрямую влияет на здоровье людей.

• В самом колодце и вокруг него всегда должна быть абсо­лютная чистота. Нельзя допускать приближения к колодцу до­машних животных. Поэтому вокруг колодца на расстоянии до 6 м от них необходимо устроить круговое ограждение.
• В открытые колодцы могут попасть насекомые, мыши, лягушки и прочая живность, а также листья с деревьев, дождь, снег, пыль, поэтому колодец должен быть закрыт плотной пы­ле- водонепроницаемой крышкой.
• Как уже говорилось, воду из колодца рекомендуется брать одним ведром, так называемым общественным, прикреп­ленным к шесту, веревке, канату, тросу, цепи водоподъемного механизма, и храниться в закрытом колодце, подвешенным на крючок. Ведро должно быть изготовлено из нержавеющей ста­ли или иметь антикоррозийное покрытие (оцинкованное).
• Регулярно, но не реже 2-х раз в год, колодцы необходимо осматривать и очищать.
• При осмотре колодца нужно тщательно обследовать всю толщу воды и дно. В этом случае осмотр рекомендуется выпол­нять с помощью подсветки от электролампы или фонаря. При обнаружении постороннего предмета в воде или на дне ко­лодца необходимо сразу принять меры к его удалению. В зави­симости от глубины колодца, посторонние предметы удаляют­ся с помощью шестов с крючками или сетчатыми сачками.

Если в воду попали мыши, птицы, мелкие животные, то воду из колодца необходимо полностью удалить, продезин фицировать колодец и только после этого наполнить его све­жей водой.

• Категорически запрещается конопатить не плотно вы­полненные швы, так как конопатный материал быстро гниет, находясь в сырых условиях колодезного сруба, осыпается и за­грязняет собой воду. Применять пропитанные мастиками конопатные материалы так же нельзя, так как мастика портит вкус воды и делает ее не пригодной для питья.
• После выполнения всех операций колодец дезинфициру­ется. Для этого прежде всего следует определить объем воды в колодце. В зависимости от объема воды готовится различный объем дезинфицирующей жидкости. Для дезинфекции колодца, как правило, используется хлорная известь, растворенная в воде с 10-15% концентрацией при температуре воды не более 20° С.

Дезинфицирующий раствор приготовляется следующим об­разом: в чистую посуду наливают необходимое количество во­ды. Отмеривают необходимое количество хлорной извести из расчета 10—15 грамм на 1 литр воды и засыпают хлорную из­весть в отмеренную воду. Посуду при этом плотно закрывают крышкой, чтобы из нее не улетучивался хлор, и тщательно пе­ремешивают раствор до полного растворения хлорной извести. После этого раствору дают возможность отстояться в течение 2—3 часов.

Приготовленным таким образом раствором сначала дезин­фицируют, то есть окрашивают стенки колодца. Делают это 2-3 раза с помощью малярной кисти или пульвиризатора. По­сле этого остатки раствора сливают в колодец и все в колодце тщательно перемешивают. После многократного перемешива­ния воду в колодце оставляют в покое на 1—2 суток. При этом оголовок колодца тщательно герметизируют щитом или бре­зентом, с тем чтобы хлор не улетучивался из колодца.

Желательно дезинфекцию колодца повторить через 2- 3 дня в полном объеме с приготовлением свежего раствора хлор­ной извести. Брать в это время воду из колодца и пользоваться ей категорически запрещается. После повторной дезинфекции воду из колодца полностью удаляют. Процесс откачки воды  повторяют до тех пор, пока вода не будет пахнуть хлором. После дезин­фекции рекомендуется сделать анализ воды в лаборатории.

При необходимости постоянного обеззараживания и очист­ки воды используют хлорпатроны (цилиндры из пористой ке­рамики, заполненные хлорсодержащим дезинфицирующим средством ДТСГК или хлорной известью). Хлорпатроны опус­кают в колодец или скважину на расстояние 0,3—0,5 м от дна. Продолжительность действия хлорпатрона примерно 1 месяц, после чего он должен быть перезаряжен.

При наличии в воде неприятных запахов и привкусов может быть рекомендован бытовой фильтр-патрон «Родник-3» с угольным фильтрующим элементом. Недостатком является низкая производительность.

Для индивидуального застройщика может быть рекомендо­вана система водоочистки, пред­ставленная на рис. 13.

Рис. 13. Децентрализованная система водоснабжения с очисткой воды: 1 — шахтный колодец; 2 — насос; 3 — разбрызгиватели; 4 — бак; 5 — фильтр; 6 — вытяжка

Исходная вода поступает в бак к специальному разбрыз­гивателю, затем проходит в на­правлении «снизу вверх» цилин­дрический фильтр диаметром 300 мм, высотой 750 мм. В каче­стве фильтрующего материала используется открытоячеистый пенополиуретан (поролон). Очи­щенная вода поступает далее в систему внутреннего водопро­вода жилого дома. В данном слу­чае бак 4 одновременно выпол­няет роль водонапорного бака.

Установка позволяет уда­лить из воды окислы железа и растворенные газы, избавить­ся от привкусов и запахов. В комплект установки входят насос, разбрызгиватель, фильтр, бак, трубопроводы с арматурой, приборы автоматики для включения электронасоса. Насос может устанавливаться в лю­бом водозаборном сооружении - колодце, камере, скважине и т. д. и работает циклически в автоматическом режиме, отклю­чаясь и включаясь по мере заполнения или опорожнения бака.

Схемы присоединения индивидуальных жилых домов к централизованным системам водоснабжения

При наличии в населенном пункте централизованной сис­темы водоснабжения целесообразнее осуществить подключе­ние индивидуального жилого дома или коттеджа к существую­щей водопроводной сети.

Для присоединения дома к уличной водопроводной сети заст­ройщик должен получить разрешение и технические условия на подключение в организации, эксплуатирующей водопровод (например, в производственном управлении «Водоканала» дан­ного населенного пункта). В условиях на подключение указы­вают место и схему возможного присоединения (обычно бли­жайший колодец), глубину заложения трубопровода, его диаметр и гарантированный напор на вводе и т. д.

Диаметр наружного ввода, а также и трубопровод внутрен­ней системы, зависит от количества подключаемых потребите­лей, наличия или отсутствия летнего водопровода, предназна­ченного для полива огорода и сада, а также от материала труб.

Домовые вводы по возможности следует прокладывать пер­пендикулярно уличной сети. Трубы домового ввода можно рас­полагать вдоль стен здания на расстоянии не менее 5 м от сте­ны; если это расстояние не будет соблюдено, то в случае повреждения труб вода может затопить подвалы и размыть фундамент здания.

Вводы водопровода в здание, как правило, осуществляют в подвальном помещении из чугунных труб при диаметре ввода 50 мм и более, из стальных оцинкованных труб - при его диаметре до 50 мм или из полиэтиленовых труб высокой плотнос­ти (ПВП). Место ввода водопроводных труб устраивают так, чтобы их не повредила осадка здания и не допустить поступле­ния фунтовой воды в помещение, где находится ввод. Пример ввода водопровода в здание показано на рис. 14.

Рис. 14. Устройство водопроводного ввода: а — ввод через фундамент; б — водоразборный колодец: 1,4 — вентили; 2 — во­домер; 3 — сливной кран; 5 — полуподвал (подвал); 6 — фундамент; 7 — трубо­провод ввода; 8 — цементный раствор; 9 — смоляная прядь (пакля); 10 — мятая глина; 11 — футляр; 12 — отмостка; 13 — люк; 14 — ходовые скобы; 15 — фасон­ное бетонное кольцо; 16 — глиняный замок; 17 — заземление; 18 — труба улич­ного водопровода; 19 — резиновая прокладка; 20 — сварка: 21 — хомут

Домовой ввод заканчивается водомерным узлом, который монтируют за первой наружной стеной здания — в теплом и сухом помещении (на рисунке — подвальное помещение здания). Перед водомером 2 устанавливают «городской» вентиль или за­движку 1, а за водомером — «домовой» вентиль 4. Между водо­мером и вентилем 4 устанавливают тройник с водоразборным краном 3. Наличие этого крана дает возможность сливать воду из системы в аварийных ситуациях, а также проверить правиль­ность показаний водомера, не снимая его с места. Для этого за­ранее определяют емкость сосуда и устанавливают его под кра­ном 3 систему внутреннего водопровода отключают, закрыв вентиль 4 и записывают показания водомера. Затем через кран 3 наполняют ведро 10—20 . раз подряд и замечают новое показа­ние водомера. Если количество воды, находящееся в вылитых ведрах, примерно равно разности между вторым и первым по­казателями водомера, то он исправен.

Для контроля за расходом воды применяют водомеры двух конструкций — крыльчатые (рис. 15 а) и турбинные (рис.15 6). Крыльчатый водомер устанавливают строго вертикально, циферблатом вверх. Турбинные водомеры можно устанавливать в наклонном или вертикальном положении.

Рис. 15. Водомеры: а — крыльчатый водомер: I — вертушка с крыльями; 2 — отверстие с сет­кой; 3 — циферблат; 4 — окно; 5 — вывод вращения к счетному механизму; 6 — турбинный водомер: 1 — корпус; 4 — счетный механизм; 6 — редук­тор; 7 — червячная передача; 8 — турбина; 9 — присоединительный фланец

Трубопроводы внутреннего водопровода прокладывают из оцинкованных холоднокатанных труб диаметром 15—32 мм. Внутренний водопровод жилого дома состоит из вертикальных стояков, магистральных и разводящих трубопроводов, санитарно-технических приборов и подводок к ним. При этом развод­ку следует производить к местам потребления так, чтобы длина их была минимальной. Пример разводки трубопроводов приве­ден на рис. 16. В разветвленной сети запорные краны можно устанавливать на группу приборов. Трубопроводы, проложен­ные снаружи, например для полива, должны иметь устройства для отключения водопровода зимой и спуска воды.

Рис. 16 Схема питьевого водопровода: а — с запорными вентилями на ответвлениях; б- с распределительным кол­лектором: 1 — водоразборная арматура; 2 - поливочный трубопровод; 3 — запорный вентиль; 4 — опускной кран; 5 - распределительный коллек­тор; 6 — обратный клапан; 7 — счетчик расхода воды

При монтаже открыто прокладываемой внутренней водопро­водной сети необходимо соблюдать следующие требования:

•  отклонение стояков от вертикали не должно превышать 2 мм на 1 м их длины; все соединения должны находиться вне строительных конструкций (стенок, перегородок, перекрытий);
• в местах прохода через перекрытия трубы необходимо за­ключать в гильзы из кровельной стали так, чтобы они выступа­ли на 20 мм выше отметки чистого пола; трубопроводы должны отступать от стен на 15—20 мм и иметь уклон 0,002—0,005 мм в сторону водоразборных кранов;
• в самых низких участках магистрали следует предусмот­реть пробки для выпуска воды из сетей при их ремонте;
• участки труб на которых возможно охлаждение до 0° С и ниже, должны быть теплоизолированы.

Горячее водоснабжение индивидуальных домов и коттеджей

Система горячего водоснабжения индивидуального жилого дома или коттеджа состоит из теплогенератора и трубопровода с запорной арматурой или смесителей.

Горячее водоснабжение обычно устраивается в индивиду­альных домах, оборудованных системой водяного отопления со своим теплогенератором. Совершенно естественно желание за­стройщика использовать теплогенератор системы отопления и для горячего водоснабжения, чтобы не усложнять тепловое хозяйство дома установкой дополнительного теплогенератора. И действительно, при устройстве горячего водоснабжения за­частую общий теплогенератор служит источником теплоты для обеих систем. Однако такое решение не является обязатель­ным. Совместное использование одного теплогенератора для отопления и горячего водоснабжения имеет определенные не­удобства. Это объясняется тем, что режим теплопотребления систем отопления и горячего водоснабжения существенно раз­личается. Системы отопления в течение дня имеют стабильное теплопотребление, в то время как горячее водоснабжение ха­рактеризуется неравномерной нагрузкой с резко выраженными «пиками» в утренние и вечерние часы.

Согласно тепловым расчетам и практическим данным пико­вое потребление тепла системой горячего водоснабжения, как правило, превышают отопительную нагрузку. Если установить в доме теплогенератор на суммарную тепловую нагрузку отопле­ния и горячего водоснабжения, то его установленная мощность окажется сильно завышенной. В результате в периоды, когда от­сутствует разбор горячей воды, теплогенератор будет работать недогруженным с пониженной экономичностью. Поэтому при использовании общего теплогенератора для отопления и горя­чего водоснабжения его теплопроизводительность выбирают, исходя из обеспечения только одной пиковой нагрузки горяче­го водоснабжения. В этот период система отопления отключает­ся и теплогенератор работает лишь на горячее водоснабжение.

Период отключения системы отопления определяется вре­менем, необходимым для приготовления порции нагретой во­ды. Наибольшее количество нагретой воды требуется для за­полнения ванны. При вместимости ванной 250 л и температуре воды 40° С, для нагрева холодной воды I = 5° С потребуется теп­лоты согласно формуле: 4,19x250 (40-5) = 36600 кДж. Для дома с расчетными теплопотерями 8000 Вт продолжительность от­ключения системы отопления на период подогрева воды для ванны составит: 36600/3,6x8000 = 1,3 часа.

За это время, как показывают подсчеты и практика эксплу­атации, температура внутреннего воздуха в помещениях снижа­ется на 1—2° С, что соответствует санитарно-гигиеническим нормам. Тем не менее необходимость периодического проведе­ния операций по переключению системы отопления представ­ляет известное неудобство для жителей. Поэтому заслуживают внимания системы с раздельными теплогенераторами для отопления и горячего водоснабжения. Учитывая неудобство эксплуатации одновременно двух теплогенераторов, для горя­чего водоснабжения более приемлемо применение в качестве теплогенератора электроводонагревателей. Для снижения за­трат на потребляемую электроэнергию целесообразно исполь­зовать теплоаккумуляторы, которые хранят нагретую ночью во­ду, когда действует льготный тариф на электроэнергию.

При эксплуатации тепло­генераторов, работающих на твердом топливе и водяном отоплении помещений, целе­сообразно устройство совме­щенной системы отопления и горячего водоснабжения (рис. 17). Для уменьшения установленной производи­тельности теплогенератора предусмотрено использова­ние расширительного сосуда в качестве бака-аккумулятора нагретой воды (рис. 18).

Рис. 17. Совмещенная система отопления и горячего водоснабжения: 1, 2, 3 — стояки горячего водоснабжения; 4 — воздухосборник; 5 — котел; 6 — отопительный прибор; 7 — кран подпитки; 8 — вентиль

Если вода не используется на горячее водоснабжение, то подпитка систем горячей водой не производится, из теплогенератора она поступа­ет к отопительным приборам, где охладившись, вновь воз­вращается в теплогенератор. При открывании водоразбор ных кранов, установленных на ванне или мойке, горячая вода по­ступает из расширительного бака, уровень в котором понижается. Поддержание постоянного уровня воды в расширительном баке может осуществляться вручную (по уровню воды в водомерной трубке) или автоматически за счет подачи дополнительной пор­ции воды в теплогенератор из водопроводной сети. Расширитель­ный бак желательно иметь как можно большей емкости. При ма­лой емкости бака последние порции воды не успевают нагреться в теплогенераторе до расчетной температуры и расход воды через теплогенератор придется уменьшать вручную питательным вен­тилем на водопроводной линии, что является весьма неудобным.

Разборная линия горячего водоснабжения присоединяется к расширительному баку на высоте 100—150 мм от уровня дна, чтобы исключить полное его опорожнение при максимальном водоразборе. Расширительный сосуд целесообразно устанав­ливать как можно выше, так как это повышает напор в цирку­лярном контуре расширительный бак-теплогенератор, и тща­тельно теплоизолировать, чтобы уменьшить теплопотери на излучение.

Широкое применение для отопления и горячего водоснаб­жения нашли газовые водонагреватели типа АГВ, работающие на природном газе. Особенностью этих водонагревателей является то, что в их конструкцию входит емкость, которая может ис­пользоваться для аккумуляции нагретой воды системы горячего водоснабжения. При эксплуатации аппаратов АГВ таким обра­зом не нужны дополнительные аккумуляторы нагретой воды.

Различают два способа использования аппаратов АГВ:

при наличии нескольких точек водоразбора (не менее трех, например, ванна, душ, умывальник, мойка и т. д.);
при одноточечном водоразборе (например только ванна).

При многоточечном водоразборе систему герметизируют и ставят под напор водоразбора — системно с напорным водо- подогревателем. Вместо расширительного сосуда устанавлива­ют закрытый воздухосборник, к верхней части которого под­ключена линия, подающая воду к водоразборным точкам. Через точки водоразбора удаляется и воздух из системы.

Вне зависимости от при­сутствия или отсутствия водоразбора система постоянно находится под давлением водопрогрева. При открывании водоразборных кранов вода из водопровода вытесняет опре­деленный объем горячей воды из верхней части водонагрева­теля к водоразборным точкам.

Необходимо помнить, что при использовании общего теплогенератора для систем отопления и горячего водо­снабжения с непосредствен­ным отбором горячей воды, температура нагрева ее в теп­логенераторе не должна пре­вышать 80^е С. При более вы­сокой температуре начинается интенсивное отложение наки­пи на стенках котла и труб. Кроме того, возникает опас­ность ожогов при пользова­нии горячей водой.

При многоточечном водоразборе поддержание постоянного водопроводного давления является вынужденным, так как только при этом условии обес­печивается бесперебойная одновременная работа всех точек водоразбора. Однако положение меняется, если в доме только одна точка водоразбора (например душ или ванна). Здесь целе­сообразно использовать безнапорную систему (рис. 18). Ее особенность состоит в том, что водопроводное давление полно­стью «срабатывается» в кране на подводке водопровода к теп­логенератору. К горизонтальной трубке раздачи горячей воды присоединяется воздушная линия, исключающая образование разрежения в трубе, которое может возникнуть из-за располо­жения водоразборных точек ниже расширительного сосуда.

Рис.18. Система совмещенного водяного отопления и горячего водоснабжения с емким водонагревателем и одноточечным водоразбором: 1 — генератор тепла; 2 — главный сто­як; 3 — разводящая горячая линия системы отопления; 4 — расшири­тельный сосуд; 5 — воздушная линия; 6 — подающая линия горячего водо­снабжения; 7 — водопроводная под­водка; 8 — обратный клапан; 9 — об­ратная линия системы отопления

К безнапорным водоподогревателям относятся электричес­кие подогреватели воды (рис. 19) и водогрейные колонки для ванных комнат, работающие на твердом топливе (рис.20). Во­догрейные колонки для ванн на твердом топливе применяют в индивидуальных домах с печным отоплением и домах, кото­рые не имеют подвода газа. Устанавливают их непосредственно возле ванн. Конструктивно колонка представляет собой цилин­дрический стальной корпус, внутри которого концентрически размещены топка и вертикальная теплообменная газовая труба. Кольцевое пространство между кожухом и трубой заполнено водой и служит емкостью.

Рис. 19. Электроводоподогреватель: 1 — трубчатый нагреватель; 2 — ем­кость; 3 — регулятор; 4 — кожух; 5 — хо­лодная вода; 6 — горячая вода

Рис. 20. Водогрейные колонки КВЭ: а - типа КВЭ-11; б — типа КВЦ-1:1 — емкость водяная; 2 — топочное устрой­ство; 3 — водоразборные краны

Холодную воду к водогрейной колонке подключают через смеситель. Отбор горячей воды производится через вентиль го­рячей воды смесителя. При этом в колонку поступает холодная вода, которая вытесняет горячую. Переключая смеситель, мож­но подавать воду в душевую сетку.

Отечественная промышленность серийно выпускает сталь­ные газовые емкостные водонагреватели типа АГВ-80М и АГВ-120М, предназначенные для отопления и горячего водо­снабжения усадебных домов и коттеджей.

Аппарат АГВ-80М (рис.21) состоит из вертикального ци­линдрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запаль­ником, газоотводящего устройства. В центре резервуара распо­ложена теплообменная труба с удлинителем. Пространство между резервуаром и кожухом заполнено изоляцией из шлако- или стекловаты. В нижней части аппарата размещена инжекционная горелка низкого давления, в которой на кронштейне кре­пится запальник. Запальник имеет два язычка пламени: от од­ного происходит зажигание основной горелки, от второго нагревается спай термопары.

Рис. 21. Газовый емкостной водонагреватель АГВ-80М: 1, 3 — патрубки подвода холодной и отвода горячей воды; 2 — отражатель; 4 - тягопрерывателъ; 5 - резервуар; 6 - кожух; 7 — терморегулятор; 8 - тер­мопара; 9 — запальник; 10 — основная горелка

Водонагреватель снабжен автоматическими системами бе­зопасности и регулирования, последняя поддерживает темпе­ратуру воды в заданных пределах.

Емкостные водонагреватели типа АГВ с отводом продуктов сгорания в дымоход можно устанавливать в ванных комнатах и на кухнях.

Широкое распространение нашли водонагреватели типа АОЖВ, работающие на жидком топливе, в районах, где отсутст­вует природный газ. Преимуществом водонагревателей на жид­ком топливе является более высокая теплопроизводительность, меньшие габаритные размеры и более высокие экономические показатели, кроме того по сравнению с котлами, работающими на твердом топливе, жидкостные водонагреватели более гигие­ничны и компактны.