Водопотребление. Нормы водопотребления

Основные категории водопотребителей

Основными категориями потребителей воды являются:

• население, которое использует воду для хозяйственно- питьевых нужд;
• предприятия (технологические нужды предприятия, хозяйственно-питьевые нужды рабочих);
• оборудование и машины для полива улиц и зеленых насаждений;
• пожарное оборудование для подачи воды на пожаротушение.

Нормы водопотребления. Определение суточных расходов воды

Норма водопотребления — количество воды, забираемое потребителем за единицу времени. Удельное водопотребление — расход воды на единицу продукции, площади, технологическую операцию.

Хозяйственно — бытовые нужды населения

В населенном пункте основная масса питьевой воды, расходуется на удовлетворение хозяйственно-бытовых нужд населения.
Норма водопотребления зависит от:

• степени благоустройства жилищ;
• климатических условий;
• уклада жизни населения и т.д.

СП 31.13330 (СНиП 2.04.02-84) рекомендует следующие нормы водопотребления:

Таблица 1. Нормы потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды одного жителя

Выбор конкретной нормы в пределах, указанных в таблице, определяется местными условиями по опыту близлежащих населенных пунктов с одинаковой степенью благоустройства.

Следует отметить, что в странах западной Европы в зданиях с полным благоустройством, оборудованными счетчиками воды, нормы водопотребления находятся в пределах 90-120 л/сут. чел. Нормы водопотребления, приведенные в таблице, учитывают расходы воды на хозяйственно-бытовые нужды в общественных зданиях (кроме домов отдыха, лагерей, туристических комплексов).

Нормы водопотребления не являются постоянными величинами, которые были назначены однажды. Имеется тенденция к их росту из-за:

• улучшения степени благоустройства жилищ. Например, покупка населением автоматических стиральных и посудомоечных машин, оборудование квартир электрическими водонагревателями, установка санитарно- технических приборов, которые требуют больших расходов воды (ванн или смывных бачков повышенной емкости, ванн с гидромассажем и т.д.).
• износа как физического, так и морального санитарно- технических приборов. Здесь имеется виду износ прокладок в водоразборных приборах, которые приводят к протеканию кранов и смывных бачков.
• повышения напора в водопроводных сетях. Такая картина наблюдается повсеместно из-за того, что происходит зарастание труб продуктами коррозии и для пропуска требуемых расходов необходимо устанавливать насосы с большим напором. По данным НИИ КВОВ АКХ повышение напора на 10 м водного столба увеличивает расход воды через водоразборные приборы на 6,5% и в отдельных потребителей расход воды может увеличиваться в 1,5-2 раза, по сравнению с нормативным.
• есть еще целый ряд причин, которые носят местный характер. Например, развитие частного предпринимательства, рост количества скота или птицы в частном жилом секторе без подачи сведений в абонентский отдел водоканала и т.д.

В тоже время, имеются причины, которые обуславливают снижение удельного водопотребления населением:

• установка более совершенного водоразборного оборудования (смывных бачков, которые исключают течи, рычажных водоразборных кранов);
• интенсивная пропаганда экономного расходования воды через средства массовой информации;
• установка индивидуальных приборов учета расхода воды;
• повышение цен на воду.

Особенно резкое снижение потребления воды населением происходит при сочетании двух последних факторов.

Как показывает мировая практика, не последнюю роль в нормировании водопотребления играют национальные традиции и технология обслуживания жилья. В таблице 2 приведены средние показатели норм водопотребления развитыми странами. Как видно из таблицы, нормы потребление воды значительно ниже, чем в большинстве стран СНГ. Это обусловлено тем, что вода весьма дорогая и налажен строгий учет ее потребления.

Таблица 2. Нормы водопотребления населением для стран с высоким уровнем жизни

Поливка улиц и зеленых насаждений

Удельные расходы воды на поливку принимается в зависимости от вида насаждений, характера покрытий улиц, климатических и других местных условий и приведены в таблице 3.

При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства среднесуточные нормы потребление воды на поливку, в расчете на одного жителя, следует принимать 50 — 90 л/сут в среднем за поливочный сезон, в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения, степени благоустройства населенных пунктов, уклада жизни населения и других местных условий.

Таблица 3. Нормы расхода воды на полив улиц и зеленых насаждений.

Количество поливок принимается 1 — 2 в сутки в зависимости от климатических условий.

Водопотребление в промышленности

Количество воды, расходуемой на единицу продукции, технологическую операцию, обслуживание оборудования, определяется технологами при разработке технологии производства. Для этой цели ведомственными институтами разрабатываются научно-обоснованные нормы водопотребления. Практика показала относительную ценность таких норм, так как расход воды на единицу одной и той же продукции, но на разных предприятиях может колебаться в несколько раз. Во многом это определяется принятой технологией и сложившейся культурой производства, качеством сырья, местными условиями. Иногда наличие или отсутствие водных ресурсов диктует технологию производства.

Ориентировочные нормы водопотребления на промышленные нужды могут приниматься по справочнику «Укрупненные нормы расхода воды и отвода сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности».

Нормы водопотребления на бытовые нужды рабочих и душ.

Нормы водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды рабочих промышленных предприятий принимаются:

• для цехов с тепловыделением 80 кДж/час и более на 1м3 производственного помещения (“горячие цеха”) – 45 л/чел./смену;

• для остальных цехов — 25 л/чел/смену. Норма водопотребления на одну душевую сетку принимается равным 500 л/час. Продолжительность работы душа составляет 45 минут в последующий час после окончания смены, следовательно, расход воды составит 375 литров на одну душевую сетку Нормы водопотребления на пожаротушение.

Противопожарный водопровод предусматривается в населенных пунктах, на промышленных предприятиях и сельскохозяйственных комплексах. Нормирование расхода воды на пожаротушение имеет ряд особенностей:

• пожар — событие случайное;

• норма на пожаротушение зависит от многих факторов: численности населения, этажности зданий, степени огнестойкости зданий, размеров промышленных зданий, характера производства, наличия современных средств пожаротушения и т. д.

В таблице 4 приведены нормы расхода воды на пожаротушение в населенных пунктах независимо от огнестойкости зданий.

Таблица 4. Расчетное число пожаров и нормы расходования воды на наружное пожаротушение

По материалам: Водоснабжение: учебное пособие / Н. И. Куликов [и др.]. – Новосибирск: ООО «ЦСРНИ», 2016. – 704 с.

Водоснабжение частного дома: источники, оборудование, материалы

Водоснабжение и водоотведение в коттедже

Как может быть организовано индивидуальное водоснабжение в частном доме? Сегодня мы познакомимся с возможными источниками воды, применяющимися схемами ее подачи, изучим оборудование и материалы для автономного и централизованного водоснабжения. В путь!

Источники

Вот перечень возможных источников воды для коттеджа:

• Магистральный водопровод;
• Так называемый дачный водопровод с подачей воды для полива по графику (как правило, 2-3 раза в неделю). В теплых регионах дачные водопроводы эксплуатируются круглогодично. В этом случае задача сводится к созданию резерва воды для ее непрерывной подачи;

Подключение к дачному водопроводу

• Колодец или скважина «на песок», использующие верхний водоносный слой. Преимущество этого решения — дешевизна, недостаток — невысокое качество воды, которая загрязняется поступающими с поверхности дождевыми и талыми водами, а также фильтрующимся через грунт содержимым расположенных по соседству выгребных ям и негерметичных септиков;

Обратите внимание: минимальное допустимое расстояние от колодца с питьевой водой до септика или выгреба — 50 метров.

• Артезианская скважина, эксплуатирующая водоносный слой, окруженный водоупорными пластами. Качество артезианской воды заметно выше, но выше и расходы на бурение скважины: ее глубина может достигать 70-100 метров;

Верховодная и артезианская скважины

• Наконец, если на вашем участке нет водопровода, а под ногами скальный грунт, водоснабжение дома может обеспечиваться привозной водой из емкости.

Кроме того: к унитазам и писсуарам допускается подача воды непитьевого качества, источником которой может быть любой открытый водоем или установленная под водостоком бочка.

Нормативные требования

Теперь пришло время изучить нормативные документы. Есть ли в них какие-то рекомендации относительно того, что нужно для водоснабжения частного дома?

Источником информации для нас послужит свод правил за номером 30.13330.2012, регламентирующий сооружение внутренних водопроводов и канализации. Для удобства читателя мы выделим актуальные для нашего случая пункты СП.

• Температура горячей воды на выходе из крана или смесителя должна лежать в диапазоне 60-75 градусов;
• При значительном расстоянии от водонагревателя до дальних точек водоразбора в системе горячего водоснабжение следует предусмотреть непрерывную циркуляцию воды;

Схема циркуляционного горячего водоснабжения

Комментарий автора: в этом случае вам не придется подолгу сливать воду в ожидании ее нагрева.

• Давление воды в местах ее разборе не должно быть выше 4,5 кгс/см2 и ниже значения, рекомендованного производителями сантехоборудования и подключенной к водопроводу техники;

Подсказка: вся бытовая и санитарная техника, с которой так или иначе сталкивался автор, сохраняла работоспособность при давлении свыше 0,3 кгс/см2. Именно это значение можно считать минимально допустимым.

• Если давление на вводе водоснабжения выше нормативного, ввод снабжается редуктором;

Редуктор на вводе воды в доме автора статьи

• При совместной прокладке водопровода и канализации трубы водоснабжения монтируются сверху. При совместной прокладке труб горячего и холодного водоснабжения разводка ГВС выполняется выше разводки ХВС;

Горячие трубы разводятся над холодными

• Длинные участки розливов и подводок ГВС, выполненные из полимерных материалов (прежде всего из полипропилена), должны снабжаться компенсаторами удлинения при нагреве;

Компенсатор удлинения на стояке горячей воды

• На холодном водоснабжении допускается использовать материалы с расчетным сроком службы при штатном давлении как минимум в 50 лет, на горячем — в 25. При этом гидравлическое сопротивление трубопровода не должно увеличиваться в процессе его эксплуатации;

Комментарий автора: это требование фактически запрещает использование стальных труб, подверженных коррозии и зарастающих отложениями.

• При среднесуточном расходе воды менее 10 кубометров (то есть практически в любом частном доме) диаметр водосчетчика на вводе должен быть равен 15 миллиметрам;

Диаметр счетчика — 15 мм

• Перед счетчиком устанавливается запорная арматура и фильтр грубой очистки.

Схемы и оборудование

Каким образом и с использованием какого оборудования можно обеспечить водоснабжение в частном доме своими руками? Реализация вполне предсказуемо зависит от источника воды.

Централизованное водоснабжение

Врезка в магистральный водопровод выполняется в водомерном колодце. Как правило, каждый коттедж имеет свой колодец; его строительство осуществляется за счет собственника дома.

Непосредственно после врезки монтируется водомер, включающий:

Латунный шаровый кран

Изображение	Описание
Запорную арматуру. Как правило, это шаровый кран: винтовые вентиля гораздо менее надежны и нуждаются в периодическом обслуживании (набивке сальника и замене прокладок), а пробковые краны не обеспечивают полного отсутствия утечек в закрытом состоянии.
Латунный фильтр для механической очистки воды Устройство крыльчатого водосчетчика	Водосчетчик. В его паспорте должно быть указано, что прибор способен работать в условиях затопления водомера.
Обратный клапан после счетчика исключит затопление колодца при его демонтаже	Опционально — второй кран или обратный клапан. Они позволят вам демонтировать счетчик для ремонта или поверки, не сливая воду из внутреннего водопровода.

Ввод воды в дом прокладывается ниже уровня промерзания грунта. Его лучше смонтировать полимерной трубой без армирования (полиэтиленовой или полипропиленовой): эти материалы благодаря своей эластичности переносят без разрушения подвижки грунта и даже разморозку с последующим оттаиванием.

Ввод выполнен полиэтиленовой трубой

Дачный водопровод

Как провести водоснабжение в частном доме, если вода подается по графику?

Для того, чтобы обеспечить ее круглосуточную подачу, нам понадобится накопительная емкость. Как правило, для хранения запаса воды используются баки из пищевого полиэтилена. Объем бака равен произведению среднесуточного потребления на максимальный промежуток между включениями дачного водопровода.

За автоматическое наполнение накопительной емкости при подаче воды отвечает заливной поплавковый клапан.

Поплавковый клапан наполняет бак при подаче воды в водопровод

Водоснабжение из бака может быть организовано двумя принципиально разными способами:

1. Самотеком;
2. С помощью насосной станции.

В первом случае бак устанавливается на чердаке дома или под потолком его верхнего этажа. Водопровод подключается к его нижней врезке через кран, позволяющий осушить систему водоснабжения без слива воды из емкости.

Подключенная к водопроводу емкость с водой в мансарде обеспечивает приемлемый напор этажом ниже

Такая схема проста, энергонезависима, безотказна, но имеет несколько довольно неприятных недочетов:

• Зимой баку, установленному на холодном чердаке, потребуются утепление и кабельный обогрев;
• Напор воды в 3-4 метра покажется комфортным далеко не всем;
• В доме с деревянными перекрытиями запас воды будет ограничен их несущей способностью.

Все эти проблемы успешно решаются путем покупки насосной станции. Так называется установка для водоснабжения частного дома, состоящая из центробежного насоса, гидроаккумулятора и автоматического реле давления.

Насос создает напор, реле управляет его работой в зависимости от текущего давления в водопроводе, а мембранный бачок исполняет роль ресивера, стабилизируя давление и увеличивая ресурс насоса за счет сокращения количества его запусков.

Схема водоснабжения из емкости с подачей воды насосом

Именно такая схема реализована в доме автора статьи в качестве резервной на случай аварийных отключений воды.

На фото — пример водоснабжения частного дома с резервной емкостью и насосной станцией

Вот смета водоснабжения частного дома:

Материал или изделие	Стоимость, рубли
Вертикальная полиэтиленовая емкость объемом 500 литров	4900
Насосная станция (600 Вт, 20 литров)	5290
Поплавковый клапан	390
Арматура (обратные клапаны, шаровые краны, резьбовые переходники и т.д.)	2000 (с округлением, чеки не сохранились)
Полипропиленовые трубы и фитинги к ним	1000 (с округлением)
Итого	13580

На что следует обратить внимание при монтаже такой схемы:

• Поплавковый клапан подключается непосредственно к вводу воды в дом или к дачному водопроводу, до остальных точек водоразбора;
• После врезки для подключения заливного клапана на вводе устанавливается обратный клапан или шаровый кран. Обратный клапан обеспечит автоматическое переключение с водопровода на емкость и обратно, зато перекрытый кран заставит воду в накопительном баке непрерывно обновляться даже при стабильном давлении на вводе;

Обратный клапан установлен после врезки для подключения резервной емкости

• Еще один обратный клапан должен стоять между насосной станцией и емкостью. Без него находящаяся в гидроаккумуляторе под давлением вода вернется в емкость сразу после отключения насоса;

Второй обратный клапан стоит перед всасывающим патрубком насоса

• Участок трубопровода между баком и насосной станцией должен иметь такой же внутренний диаметр, как и всасывающий патрубок насоса. Занижение сечения трубы приведет к падению производительности станции.

Диаметр трубы перед насосом — 32 мм, после — 20 мм

Капитан Очевидность подсказывает: водоснабжение привозной водой из емкости тоже реализуется одним из описанных выше способов — самотеком или с помощью насосной станции.

Колодец

Теперь давайте разберем порядок водоснабжения в частном доме из колодца или неглубокой (до 20-25 метров) скважины.

Оборудование, отвечающее за подъем воды и создание напора, нам уже знакомо — это насосная станция. Здесь стоит сделать небольшое отступление.

Большинство насосных станций имеет глубину всасывания воды, равную 8 метрам. Ограничение связано не с параметрами насосов, а с величиной атмосферного давления: именно оно обеспечивает подъем воды во всасывающей трубе, когда в ней создается разрежение.

Справка: избыточное давление в атмосферу (то есть при абсолютном вакууме во всасывающей трубе) может поднять воду на высоту 10 метров.

Расчет высоты столба воды при давлении в одну атмосферу

Однако это ограничение успешно обходится производителями насосных станций с внешним эжектором. Они используют для подъема воды с глубины до 25 метров эффект Бернулли (падение гидростатического давления в струе жидкости или газа по мере роста скорости потока).

Наглядная демонстрация эффекта Бернулли

Вода с избыточным давлением подается насосом к эжектору и при перетоке во всасывающую трубу увлекает за собой воду из скважины или колодца.

Насосная станция с наружным эжектором

Важно: всасывающая труба насосной станции снабжается обратным клапаном и фильтром для защиты от песка. Без обратного клапана вода из гидроаккумулятора будет сливаться обратно сразу после выключения насоса.

Скважина

При значительной глубине скважины для подъема воды используется погружной насос.

Двухступенчатый погружной насос

Создаваемый насосом напор рассчитывается как сумма нескольких значений:

• Расстояния от поверхности грунта до зеркала воды;
• Высоты над грунтом верхней точки водоразбора;
• Избыточного напора (10-15 метров);
• Запаса в 10-20 метров (в зависимости от расстояния между домом и скважиной), компенсирующего гидравлические потери на вводе.

Помимо насоса, за водоснабжение частного домовладения отвечают:

• Обратный клапан на выходе насоса;

Сразу после выходного патрубка скважинного насоса стоит обратный клапан

• Мембранный бак-ресивер;
• Реле давления.

Кроме того: ресурс насоса может заметно увеличить частотный преобразователь для водоснабжения частного дома. Он обеспечивает плавный пуск электромотора и управление его оборотами в зависимости от текущего расхода воды.

Частотный преобразователь для однофазного насоса

Очистка воды

Как уже упоминалось, вода из колодцев и неглубоких скважин часто не соответствует требованиям действующих СанПиН к питьевой воде и нуждается в доочистке. Фильтр для водоснабжения частного дома может быть установлен на вводе или непосредственно в точке разбора питьевой воды (как правило, на кухне).

Вторая схема заметно увеличивает ресурс сменных картриджей фильтра: вода для хозяйственных нужд в очистке не нуждается.

Осмотический фильтр с гидроаккумулятором расположился под кухонной мойкой

На мойке установлен отдельный кран с питьевой водой

Горячее водоснабжение

За нагрев воды могут отвечать:

Прибор	Описание и ключевые свойства
Для нагрева воды в теплоизолированном баке используется ТЭН. Бойлер обеспечивает исключительно стабильную температуру воды, но лидирует по стоимости киловатт-часа тепловой энергии (3-6 рублей в зависимости от местных тарифов). Часть энергии тратится на компенсацию утечек тепла через стенки бака.
Бойлер косвенного нагрева	Бак с теплообменником подключается к отопительной системе и использует для нагрева воды теплоноситель. Летом теплоноситель циркулирует по малому контуру — от котла к бойлеру. Прибор работает с любым типом котлов.
Проточный электрический нагреватель	Для него характерны значительная нагрузка на проводку (мощность приборов варьируется от 3,5 до 24 кВт), компактность и относительная экономичность по сравнению с бойлером: проточнику не нужно поддерживать заданную владельцем температуру воды в баке. Регулировка температуры воды на выходе у младших моделей водонагревателей оставляет желать лучшего: она настраивается ступенчатым изменением мощности и настройкой напора с помощью крана.
Проточный газовый нагреватель (колонка или двухконтурный котел)	Нагрев воды газовым оборудованием наиболее экономичен (до 70 копеек за киловатт-час тепла). К недостаткам можно отнести низкую точность регулировки температуры у энергонезависимых котлов и колонок с механическими термостатами.

Материалы

Какие материалы применяются для разводки воды в коттедже?

Давайте вспомним, с какими параметрами работает система автономного водоснабжения.

• Давление не превышает 4,5 кгс/см2. При необходимости (например, при подключении коттеджа к магистральному водопроводу в условиях многоэтажной застройки) оно ограничивается редуктором давления;

Типичное давление в водопроводе ХВС

• Температура горячей воды устанавливается владельцем и не превышает 75 градусов;
• Гидроудары в небольшом замкнутом контуре исключены.

Раз так, системе водоснабжения не нужен значительный запас прочности. При ее монтаже можно использовать недорогие полимерные и композитные материалы, обладающие солидным сроком службы при минимальной стоимости:

• Полипропиленовые трубы с фитингами под приварку;

Разводка воды в доме автора выполнена полипропиленовыми трубами

• Металлопластиковые трубы с компрессионными и пресс-фитингами;
• Сшитый полиэтилен (PEX) на компрессионных фитингах и использующих эффект молекулярной памяти штуцерах;
• Термостойкий полиэтилен PERT с муфтовыми привариваемыми фитингами.

Полезно: последние два материала обычно применяются для скрытой коллекторной разводки воды.

Скрытая коллекторная разводка выполняется трубами PEX

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на накопившиеся у уважаемого читателя вопросы. Видео в этой статье позволит вам узнать больше о том, как может быть реализовано водоснабжение и водоотведение частного дома. Успехов!