Нормы расхода воды при различных схемах водоснабжения загородного дома

Примером водоснабжения индивидуального дома может служить человек, который тащит к себе от дальней колонки или пруда пару ведер расплескивающейся воды. Если при этом использовать коромысло, то мы немного усовершенствуем подачу воды к своему дому. Но существуют более комфортные решения. Мы их рассмотрим в этой главе. Хотелось бы отметить, что, в зависимости от расположения вашего дома, удаленности от различных источников воды, схемы водоснабжения могут быть различные, сугубо индивидуальные. Чтобы разобраться во всем этом, застройщику неплохо было бы уяснить теорию водозабора (т.е. откуда берется вода), какая бывает вода, как проверить воду на качество.

Во-первых, вода разделяется на три группы: питьевая, техническая, вода для полива. Самые жесткие требования предъявляются к питьевой воде (иначе быть не может — это наше здоровье). Питьевая вода должна соответствовать ГОСТ 2874-82 с изменениями «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». В соответствии с требованиями санитарных правил вода должна быть прозрачной, бесцветной, без привкусов и запахов; должна быть бактериально чистой (т.е. в 1 л воды содержание бактериальной палочки не более 10); содержание нитратов не должно превышать 10 мг/л.

Для различных хозяйственных целей (стирки, мытья посуды и т.п.) можно использовать т.н. техническую воду. На нее тоже существуют соответствующий ГОСТ и требования. В небольших количествах она не должна угрожать здоровью человека и животных.

Качество воды для полива не регламентируется. Для этой цели могут быть использованы воды различных водоемов, в т.ч. дождевая, талые воды (собранные в различных водозаборниках).

При определении пригодности воды необходимо провести физический, химический и бактериологический анализы. Если у вас нет соответствующего оборудования и вы плохо знакомы с ГОСТами и требованиями, то придется обращаться к специалистам (районные отделения санитарно-эпидемиологической службы). Вам необходимо в чистую посуду взять пробу воды и обратиться в ближайшее отделение СЭС с просьбой проверить на качество соответствующую жидкость. Обычно результаты анализа известны уже на следующий день. Если результаты покажут, что вода не является питьевой, не отчаивайтесь: во-первых, значит, она уже годится для хозяйственно-бытовых целей, во-вторых, ее можно довести до уровня питьевой, пропустив через фильтр (характеристики фильтров и принципы фильтрации вы найдете в конце этой главы). Не поленитесь после приобретения фильтра опробовать его и очищенную воду опять же принести в СЭС для проверки. Я думаю, результат будет положительный (но береженого Бог бережет).

Теперь рассмотрим теорию появления воды в вашем загородном доме. Водоснабжение загородного дома может осуществляться как от центральных систем водоснабжения населенных мест, так и от индивидуальных источников. Как правило, источниками являются подземные воды.

Даже при наличии поблизости водоема, реки, озера обычно воду для питья забирают из земли, более чистую, отфильтрованную подземными пластами. Подземные воды могут быть трех типов: верховодка, грунтовка и межпластовые воды.

Образование подземных вод происходит путем просачивания в подземные слои атмосферных осадков или вод поверхностных водоемов.

Нормы расхода воды (из расчета на 5 человек):

Потребитель	Водопользование из водозаборных колонок		Водопровод и канализация без ванн		Водопровод и канализация с ваннами, местные водонагреватели		Водопровод и канализация с ваннами, местные водонагреватели
	м3/сут	м3/ч	м3/сут	м3/ч	м3/сут	м3/ч	м3/сут	м3/ч
Жители	0,2	0,02	0,7	0,07	0,9	0,09	1,3	0,13
Домашний скот	0,3	0,03	0,3	0,03	0,3	0,03	0,3	0,03
Полив территории	0,3	—	0,3	—	0,3	—	0,3	—
Итого	0,8	0,05	1,3	0,1	1,5	0,12	1,9	0,16

Нормы расхода воды:

Водопотребитель	Нормы расхода воды на одного человека
	л/сут	л/ч
Жилые дома с водопроводом и канализацией без ванн	120	6,5
То же с газоснабжением	150	7
С водопроводом, канализацией и ваннами
— с водонагревателями на твердом топливе	180	8,1
— с газовыми водонагревателями	225	10,5
То же с быстродействующими газовыми водонагревателями и многоточечным водозабором	250	13
С централизованным горячим водоснабжением с умывальниками, мойками и душами	230	12,5
Водопользование из водоразборных колонок без ввода в дома	40	—

Норму расхода воды на полив приусадебного участка рекомендуется принимать до 4 л/сут на 1 м2. Для тепличного хозяйства расходы воды принимаются в зависимости от типа теплиц (в сутки):

• для грунтовых, зимних, весенних — 15 л/м2;
• для стелажных зимних — 6 л/м2;
• для парников — 6 л/м2.

Расчет водопровода в частном доме: просто о сложном

Тема этой статьи – расчет водопроводных сетей в частном доме. Поскольку типичная схема водоснабжения небольшого коттеджа не отличается высокой сложностью, нам не придется лезть в дебри сложных формул; однако некоторое количество теории читателю вынужденно придется усвоить.

Фрагмент системы водоснабжения частного дома. Как любая другая инженерная система, эта нуждается в предварительных расчетах.

Особенности разводки коттеджа

Чем, собственно, система водоснабжения в частном доме проще, нежели в многоквартирном строении (разумеется, помимо общего количества сантехнических приборов)?

Принципиальных отличия два:

• На горячей воде, как правило, нет необходимости обеспечивать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.

При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети горячей воды заметно усложняется: трубам нужно пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся массы воды.

В нашем же случае расстояние от сантехприборов до бойлера, колонки или врезки в трассу достаточно мало, чтобы не уделять внимания скорости подачи ГВС к крану.

Важно: Тем, кто не сталкивался с циркуляционными схемами ГВС – в современных многоквартирных домах стояки горячего водоснабжения соединяются попарно. За счет разницы давлений на врезках, создаваемой подпорной шайбой, через стояки непрерывно циркулирует вода. Тем самым обеспечивается быстрая подача ГВС к смесителям и круглогодичный нагрев полотенцесушителей в ванных комнатах.

Полотенцесушитель нагревается за счет непрерывной циркуляции через стояки ГВС.

• Водопровод в частном доме разводится по тупиковой схеме, что подразумевает постоянную нагрузку на отдельные участки разводки. Для сравнения – расчет водопроводной кольцевой сети (позволяющей запитать каждый участок водопровода из двух и более источников) должен выполняться отдельно для каждой из возможных схем подключения.

Что считаем

1. Оценить расход воды при пиковом потреблении.
2. Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, способной обеспечить этот расход при приемлемой скорости потока.

Справка: максимальная скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, составляет около 1,5 м/с.

1. Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит подумать либо об увеличении диаметра трубопровода, либо об установке промежуточной подкачки.

Слабый напор на концевом смесителе едва ли порадует владельца.

Задачи сформулированы. Приступим.

Расход

Его можно приблизительно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических приборов. Данные при желании несложно найти в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.

Тип прибора	Расход холодной воды, л/с	Суммарный расход горячей и холодной воды, л/с
Кран для полива	0,3	0,3
Унитаз с краном	1,4	1,4
Унитаз с бачком	0,10	0,10
Душевая кабинка	0,08	0,12
Ванна	0,17	0,25
Мойка	0,08	0,12
Умывальник	0,08	0,12

В многоквартирных домах при расчете расхода используется коэффициент вероятности одновременного использования приборов. Нам достаточно просто просуммировать расход воды через приборы, которые могут использоваться одновременно. Скажем, мойка, душевая кабинка и унитаз дадут общий расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.

Расход воды через приборы, способные работать одновременно, суммируется.

Сечение

Расчет сечения трубы водопровода может быть выполнен двумя способами:

1. Подбором по таблице значений.
2. Расчетом по максимальной допустимой скорости потока.

Подбор по таблице

Собственно, таблица не требует каких-либо комментариев.

Условный проход трубы, мм	Расход, л/с
10	0,12
15	0,36
20	0,72
25	1,44
32	2,4
40	3,6
50	6

Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.

Обратите внимание: ДУ (условный проход) примерно равен внутреннему диаметру водогазопроводной трубы. У полимерных труб, маркирующихся внешним диаметром, внутренний отличается от него примерно на шаг: скажем, 40-миллиметровая полипропиленовая труба имеет внутренний диаметр около 32 мм.

Условный проход примерно равен внутреннему диаметру.

Расчет по скорости потока

Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него может быть выполнен с использованием двух простых формул:

1. Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
2. Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.

Первая формула имеет вид S = π r ^2. В ней:

• S – искомая площадь сечения.
• π – число “пи” (примерно 3,1415).
• r – радиус сечения (половина ДУ или внутреннего диаметра трубы).

Вторая формула выглядит как Q = VS, где:

• Q – расход;
• V – скорость потока;
• S – площадь сечения.

Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ – метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.

Давайте своими руками рассчитаем минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:

• Расход через нее составляет все те же 0,34 литра в секунду.
• Скорость потока, используемая в вычислениях – максимально допустимые 1,5 м/с.

1. Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
2. Площадь сечения согласно второй формулы должна быть не менее 0,00034/1,5=0,00027 м2.
3. Квадрат радиуса согласно первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
4. Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
5. Чтобы получить ДУ или внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Результат – 0,0184 метра, или 18 миллиметров. Как легко заметить, он близок к полученному первым способом, хоть и не совпадает с ним в точности.

Напор

Начнем с нескольких общих замечаний:

• Типичное давление в магистрали холодного водоснабжения составляет от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции или водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и ряда прочих факторов.
• Абсолютный минимум напора, который позволяет работать всем современным сантехническим приборам и использующей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, к примеру, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Датчик давления прибора срабатывает при напоре в 3 метра.

Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Небольшой запас компенсирует неучтенные потери в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Нам нужно вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. Если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров – наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. Если меньше – нужно либо увеличивать диаметр трубы, либо размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, явно превысит рост затрат на трубы из-за увеличения их диаметра на один шаг).

Так как же выполняется расчет напора в водопроводной сети?

Здесь действует формула H = iL(1+K), в которой:

• H – заветное значение падения напора.
• i – так называемый гидравлический уклон трубопровода.
• L – длина трубы.
• K – коэффициент, который определяется функциональностью водопровода.

Проще всего определить коэффициент К.

• 0,3 для хозяйственно-питьевого назначения.
• 0,2 для промышленного или пожарно-хозяйственного.
• 0,15 для пожарно-производственного.
• 0,10 для пожарного.

На фото – пожарный водопровод.

С измерением длины трубопровода или его участка тоже особых сложностей не возникает; а вот понятие гидравлического уклона требует отдельного разговора.

На его значение влияют следующие факторы:

1. Шероховатость стенок трубы, которая, в свою очередь, зависит от их материала и возраста. Пластики обладают более гладкой поверхностью по сравнению со сталью или чугуном; кроме того, стальные трубы со временем зарастают известковыми отложениями и ржавчиной.
2. Диаметр трубы. Здесь действует обратная зависимость: чем он меньше, тем большее сопротивление трубопровод оказывает движению воды в нем.
3. Скорость потока. С ее увеличением сопротивление тоже увеличивается.

Некоторое время назад приходилось дополнительно учитывать гидравлические потери на запорной арматуре; однако современные полнопроходные шаровые вентиля создают примерно такое же сопротивление, что и труба, поэтому ими можно смело пренебречь.

Открытый шаровый кран почти не оказывает сопротивления току воды.

Вычислить гидравлический уклон своими силами весьма проблематично, но, к счастью, в этом и нет необходимости: все необходимые значения можно найти в так называемых таблицах Шевелева.

Чтобы читатель представил себе, о чем идет речь, приведем небольшой фрагмент одной из таблиц для пластиковой трубы диаметром 20 мм.

Расход, л/с	Скорость потока, м/с	1000i
0,25	1,24	160,5
0,30	1,49	221,8
0,35	1,74	291,6
0,40	1,99	369,5

Что такое 1000i в крайнем правом столбике таблицы? Это всего лишь значение гидравлического уклона на 1000 погонных метров. Чтобы получить значение i для нашей формулы, его достаточно разделить на 1000.

Давайте вычислим падение напора в трубе диаметром 20 мм при ее длине, равной 25 метрам, и скорости потока в полтора метра в секунду.

1. Ищем соответствующие параметры в таблице. Согласно ее данным, 1000i для описанных условий равно 221,8; i = 221,8/1000=0,2218.

Таблицы Шевелева многократно переиздавались с момента первой публикации.

1. Подставляем все значения в формулу. H = 0,2218*25*(1+0,3) = 7,2085 метра. При давлении на входе водопровода в 2,5 атмосферы на выходе оно составит 2,5 – (7,2/10) = 1,78 кгс/см2, что более чем удовлетворительно.

Заключение

Подчеркнем еще раз: приведенные схемы расчетов предельно упрощены и не предназначены для профессиональных расчетов сложных систем. Однако их точность вполне приемлема для нужд владельцев частных домов.

Дополнительную информацию, как обычно, читателю предложит видео в этой статье. Успехов!

Оставить комментарий

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение