в воде соли, железо, к органическим — гниющие вещества растительного и животного мира.
Появление в воде бактерий — возбудителей разных болезней — связано с попаданием в реки и озера сточной воды из жилых поселков и городов.
Речные воды, как правило, содержат большое количество взвешенных веществ, особенно в период паводков, а также органических веществ, микроорганизмов, в том числе болезнетворных бактерий, и небольшое количество солей. Санитарные, качества речной воды часто бывают низкими, вследствие загрязнения ее поверхностными стоками.
В водохранилищах вода содержит меньше взвешенных частиц, но она недостаточно прозрачна. Воды пресных озер большей частью прозрачны, но иногда бывают загрязнены поверхностными стоками.
Подземной является значительная часть воды, выпавшей на землю в виде осадков и просочившейся сквозь почву. Она проникает в глубь земли, растворяет отдельные породы и заполняет поры между частицами водоносных пластов и свободное пространство до водонепроницаемых грунтов: глины, гранита и мрамора. Подземные воды залегают на различной глубине.
Верховодка — подземные воды, которые накапливаются в верхних слоях почвы, неровностях и углублениях водонепроницаемых грунтов и не образуют сплошного водоносного слоя. Верховодка обычно встречается на небольшой глубине и используется для устройства сельских срубовых колодцев используемых для поливов огородов. Вода в колодце стоит на одном уровне с водой в грунте. Верховодка легко загрязняется поверхностными стоками и непригодна для водоснабжения загородного дома.
Грунтовые (безнапорные) воды залегают в сплошном водоносном слое, под которым находится верхний водонепроницаемый слой грунта. Вода в питьевых срубовых деревенских колодцах, прорытых в водоносном слое, стоит на том же уровне, что и вода в водоносном слое. Эта вода может быть использована для водоснабжения.
Артезианские (напорные) воды находятся в глубоких водоносных слоях, которые залегают между водонепроницаемыми грунтами. По сути, это уже не озеро, а целое море воды. Если уровень воды в пробуренных артезианских скважинах выше уровня поверхности земли, тогда вода бьет фонтаном нал землей.
Ключевые воды — это грунтовые воды, которые находят естественный выход на поверхность земли. Ключи бывают нисходящие, когда выходят на земную поверхность сверху в результате обнажения водоносных пластов, например на склонах оврагов и балок, и восходящие, когда они выходят на земную поверхность снизу из напорных слоев.
Вода, применяемая для хозяйственно-питьевых нужд населения, должна удовлетворять следующим санитарно-гигиеническим требованиям: быть прозрачной, невредной для здоровья, не содержать болезнетворных бактерий, не иметь запаха и привкуса. Этими качествами обладает вода подземных источников (ключи и особенно “артезианские” воды). Такая вода может быть подана потребителям без очистки. Однако подземные источники часто содержат много солей и обладают значительной жесткостью. Воды подземных источников с растворенными солями кальция, хлористого натрия, извести называются жесткими; они требуют умягчения, то есть удаления излишнего количества растворенных солей (жесткая вода подземных источников — скорее правило, нежели исключение).
Источник водоснабжения должен иметь мощность, достаточную для удовлетворения потребности жилого дома не только на ближайшее время, но и на много лет вперед.
Первым делом необходимо определить требуемый расход воды. Для этого подсчитывают число жильцов в доме, количество и расположение точек отбора воды (краны, унитазы, ванны, стиральная машина и т. п.). Составление полного перечня позволяет правильно рассчитать параметры будущей системы водоснабжения и обеспечить хороший напор при включении любого количества кранов. Максимальный часовой расход определяется наибольшим потреблением воды в течение суток. Современные нормы потребления воды колеблются в пределах 220–230 литров в сутки для городского человека, за городом существенно выше. В целом водопотребление семьи из 4-х человек составляет 1500–2000 литров в сутки. А если включить в расход воды и воду для посудомоечной машины, ванной, фонтана, бассейна, расход может достигнуть 5000–7000 литров в сутки. Такие объемы воды могут обеспечить только скважины (рис. 24), которые бурят на глубину 20-180 метров.
Рис. 24.Основные элементы автономной системы водоснабжения:
1 — а) погружной насос (при глубине скважины более 10 м), б) насосная установка (при глубине скважины до 10 м); 2 — скважина; 3 — пульт управления; 4 — реле давления с манометром; 5 — гидропневмобак
Требуемый напор определяется гидравлическим сопротивлением системы, высотой, на которую необходимо поднять воду, и некоторыми другими параметрами. Минимальную высоту, на которую необходимо поднять воду над уровнем земли при ее движении к точке водоразбора (с учетом преодоления сопротивления труб), называют свободным напором. Согласно СНиП 2.04.02–84*, для первого этажа его принимают равным 10 м, а для каждого следующего увеличивают на 4 м.
Но выполнение этого требования еще недостаточно для нормальной работы всего водопровода. Чтобы создать необходимый напор из крана, давление должно быть не менее 2 бар (атм), для посудомоечной машины и газового нагревателя — 1,5 бара, для стиральной машины — 2 бара, для системы полива — 3–4 бара, а для гидромассажных приборов (душа или ванны джакузи) — 4 бара. Но одновременно могут включаться несколько потребителей, в том числе значительно удаленные (в гараже, в бане, в системе полива) от источника водоснабжения. И напор воды для каждого из них должен отвечать выше приведенным требованиям. Поэтому давление, создаваемое в водопроводе в целом, обязано поддерживать все показатели напора для отдельных потребителей.
При определении источника воды возможны три варианта — центральное водоснабжение, колодец или скважина. При выборе любого из этих источников нужно выяснить, какой максимальный объем воды можно из него получить. Например, дебит артезианской скважины не ограничивает расход воды, сдерживать потребление способна лишь производительность насоса. Если насос очень производителен, а потребителей (кранов) включено мало, может возникнуть настолько высокое давление в трубах, что наиболее узкие места соединений станут пропускать воду — подтекать. По этой причине максимально допустимый напор в водопроводе, согласно СНиП, не должен превышать 60 м, а давление, соответственно, 6 баров.
Расход воды в течение суток — показатель случайный, зависящий от присутствующих в доме людей и их намерений. Важно определить два наиболее критичных режима работы водопровода: поддержание необходимого напора воды при ее максимальном расходе и ограничение напора при отсутствии расхода. Характеристики насоса зависят от проведенного расчета расхода воды и выбранного источника водоснабжения. Мощности насоса должно хватать, чтобы обеспечить водой все краны в доме. Лучше всего выбирать насосную установку с производительностью, равной или слегка превышающей максимальный единовременный и часовой расход. Результатом неправильного выбора насосной установки может стать дефицит воды или слабый напор. Перебор мощности тоже ни к чему хорошему не ведет. Когда производительность насоса превышает возможности источника воды (дебит скважины или колодца), насос переходит в режим так называемого «сухого хода». Как показывает практика, такие насосы долго не живут. Дебит шахтного колодца или скважины в песчаной породе меньше, чем в артезианской, и может быть ниже фактического суточного расхода воды. Это приводит к периодическому понижению ее уровня. Поэтому производительность насоса и периодичность его включения необходимо согласовывать как с расходом воды, так и с дебитом скважины.
Чтобы насос работал дольше, в систему водоснабжения следует включить мембранный бак. Гидроаккумуляторный бак удобнее установить до ветвления водопровода — прямо в кессоне или после ввода в дом. На входе в бак предусматривают обратный клапан (если его нет в насосе), чтобы вода не стекала назад в скважину, а на выходе — манометр для контроля давления и автоматический клапан для впуска и выпуска попадающего в водопровод воздуха. Мембранный бак позволит насосу работать в щадящем режиме: закачать воду в бак — и автоматически отключиться.
Максимальное давление, на которое должна быть рассчитана водоподъемная труба скважины, зависит от глубины ее погружения. И приблизительно составляет: 6 баров — при глубине до 50 м, 10 баров — до 90 м, 16 баров — до 150 м и 25 баров — до 230 м. Для наружного водопровода обычно используют магистральную трубу диаметром условного прохода 32 или 40 мм, а для внутреннего — 15 мм. Масса водоподъемной трубы скважины должна быть как можно меньше, для облегчения демонтажа и монтажа в случае ремонта погружного насоса или наращивания самой трубы. А такая необходимость вполне может возникнуть в связи с понижением дебита скважины, из-за постепенного увеличения общего числа скважин в округе. Водоподъемная труба, должна обладать жесткостью на скручивание, поскольку при пуске и остановке погружного насоса его электродвигатель развивает большой крутящий момент. Поэтому обычно используют трубу из ПНД или полипропилена собранную из сваренных между собой четырехметровых секций. Диаметр выбирают в зависимости от насоса и глубины его погружения, причем чаще всего это 40 или 50 мм.
Из-за некачественной очистки воды всё бытовое оборудование засоряется механическими примесями, и, как следствие, снижается напор воды, уменьшается срок службы бытовых приборов и сантехнических коммуникаций. Через год-два отсутствие эффективной очистки воды от механических примесей приводит к значительным затратам, связанным с прочисткой систем водоснабжения, а иногда и полной заменой сантехники, гидромассажных ванн и водонагревателей. При выборе оборудования для водоснабжения следует обратить особое внимание на системы водоочистки. Такие систем