Автономные водоснабжение и канализация частного дома: материалы и технические решения

Дом с автономными канализацией и водоснабжением

Сегодня нам предстоит разобраться, как могут быть организованы канализация и водоснабжение частного дома в отсутствие централизованных сетей. Мы обсудим возможные источники питьевой и предназначенной для хознужд воды, способы утилизации стоков и материалы, которые лучше использовать для монтажа водопровода и канализации.

Вы откуда и куда

Вначале познакомимся с общей концепцией, и выясним, как работают автономные водоснабжение и канализация частных домов.

Где взять воду в отсутствие магистрального водопровода?

Из-под земли. Буквально. Грунтовые воды есть практически везде; разница лишь в глубине водоносных слоев. Так, в Севастополе, где живет автор, глубина скважин на воду варьируется от 8-10 метров (Казачья бухта) до 60-70 (мыс Фиолент).

Как именно добыть воду из грунта? Вот два возможных решения:

Колодец собирает воду с верхних горизонтов. Обычно она годится только для полива и технических нужд

Артезианская скважина позволяет получать чистую воду с минимальным количеством примесей

Изображение	Описание
Колодец сооружается при небольшой глубине водоносного слоя. Стенки укрепляются железобетонными кольцами КС, реже — кирпичной или каменной кладкой.
Скважина позволяет использовать воду с водоносных уровней на глубине в десятки и даже сотни метров. Бурение возможно не только в мягком грунте, но и в осадочных, и даже в скальных породах (см. Бурение скважины на воду своими руками: все детали работы). Ствол скважины укрепляется стальной или пластиковой обсадной трубой.

Справка: цена бурения одного метра скважины на момент написания статьи (середина 2017 года), составляет около 2000 рублей. Типичные диаметры ствола скважины с установленной обсадной трубой — 125 и 160 мм.

Воду мало найти, ее нужно еще поднять со значительной глубины. Эту функцию выполняют электрические насосы — поверхностные и погружные.

Первые способны обслуживать лишь неглубокие колодцы: создаваемое крыльчаткой разрежение может поднять водяной столб не более чем на 7-8 метров; зато вторые, благодаря последовательному соединению нескольких рабочих камер с собственными крыльчатками, обеспечивают напор в десятки метров, и прекрасно справляются с транспортировкой воды из скважин любой глубины.

Многоступенчатый погружной насос: несколько последовательно соединенных рабочих камер обеспечивают максимальный напор на выходе

Стоки

Куда девать бытовые и хозяйственные стоки?

Вот три решения, различающихся расходами на стадии сооружения и эксплуатации:

1. Выгребная яма (она же — накопительный септик). Жидкие стоки накапливаются в подземной емкости, и периодически откачиваются ассенизационной машиной. Очевидное достоинство выгребной ямы — дешевизна. Столь же очевидный недостаток — высокие эксплуатационные расходы: откачка 4 кубов жидких нечистот обходится в 2000 — 2500 рублей;

Выгребная яма — дешевая в постройке, но дорогая в эксплуатации

Заметьте: чтобы увеличить периодичность откачек, накопительные септики часто намеренно строятся негерметичными. В результате неочищенные стоки загрязняют поверхностные грунтовые воды. Кроме того, грунтовое дно негерметичной выгребной ямы быстро (за 2-3 года) заиливается, и впитывающая способность грунта резко падает.

1. Станция глубокой биологической очистки — локальное очистное сооружение, обеспечивающее 98-процентную очистку стоков. Взвеси отсеиваются при отстаивании нечистот; затем органика перерабатывается аэробными и анаэробными бактериями в лишенный запаха ил, который можно использовать в качестве удобрения.

Станция глубокой очистки «Евробион»

Очищенная вода может использоваться для полива, или просто сбрасываться на рельеф. Достоинство решения — минимальные расходы на стадии эксплуатации, недостаток — относительная дороговизна: цены на очистные станции, способные обеспечить нужды небольшой семьи, начинаются примерно от 70000 рублей;

1. Промежуточное положение занимают одно- и двухкамерные септики. Очистка стоков в них осуществляется только за счет гравитационной сепарации (проще говоря, тяжелые взвеси оседают на дно отстойника, а легкая органика всплывает и образует корку на поверхности).

Отобранная ниже уровня поверхности, но выше дна, отстоявшаяся вода через перелив поступает в фильтрующий колодец или на поле фильтрации, где благополучно впитывается в грунт. Заиливание в этом случае происходит во много раз медленнее, чем в негерметичной выгребной яме: почти весь ил остается в отстойнике и периодически (обычно раз в год) откачивается оттуда ассенизационной машиной.

Устройство двухкамерного септика: твердые фракции стоков остаются в отстойнике, очищенная вода впитывается в грунт

Септик сочетает скромные расходы на его эксплуатацию (то есть на ту самую ежегодную очистку отстойника) с дешевизной. В частности, трансформация негерметичной выгребной ямы в полноценный септик обошлась автору статьи в ценах 2013 года в скромные 9000 рублей.

Однокамерный септик с фильтрующим колодцем построен из бетонных колец

Полезно: чем больше камер септика последовательно соединяется переливами, тем выше качество очистки стоков, тем медленнее заиливается поле фильтрации или фильтрующий колодец.

Как все устроено

Давайте оговорим, что в дальнейшем водоснабжение и канализация загородного дома будут нами обсуждаться применительно к вполне конкретной конфигурации — с подачей воды из скважины и утилизацией стоков посредством однокамерного септика. Просто потому, что это наиболее универсальные и популярные решения. Приступим.

Система автономного водоснабжения

Итак, скважина пробурена и промыта после установки обсадной трубы. Что нужно для организации бесперебойного водоснабжения частного дома?

Скважинный погружной насос

Устройство пружинного обратного клапана

Изображение	Элемент системы водоснабжения
Погружной скважинный насос. Он должен создавать напор, равный сумме глубины скважины, высоты самой высокой точки водопровода над уровнем грунта и 3-5 метров избыточного напора, обеспечивающего работу сантехнических приборов. Производительность насоса в идеале должна быть чуть меньше дебита скважины. Насос опускается в нее на такую глубину, чтобы между его водозаборной решеткой и дном оставалось не меньше метра: тогда он не станет поднимать ил и песок со дна.
Обратный клапан. Он устанавливается перед насосом и не дает воде из водопровода сливаться обратно в скважину при его отключении.
Напорная полиэтиленовая труба с компрессионными фитингами	Ввод водоснабжения. Обычно в этом качестве используется напорная полиэтиленовая труба с соединениями, выполненными компрессионными фитингами (см. Фитинги для водоснабжения частного дома). Ввод прокладывается в грунте ниже уровня промерзания; тем, где это требование невыполнимо, труба утепляется и снабжается кабельным обогревом.
Устройство мембранного гидроаккумулятора	Гидроаккумулятор. Он обеспечивает стабильное давление в водопроводе при выключенном насосе и увеличивает периоды простоя последнего. Чем больше объем гидроаккумулятора, тем реже включается насос и тем большим запасом воды владелец дома располагает при отключениях электроэнергии.
Блок управления насосом с защитой от сухого хода	Автоматика управления насосом. За управление его включением и выключением отвечает датчик давления: при падении давления в водопроводе до критической отметки насос включается и подает воду в гидроаккумулятор; при достижении верхнего заданного уровня питание отключается.

В домах с высоким теплым чердаком, гидроаккумулятор часто заменяется накопительной емкостью объемом 500 и более литров. Вода поступает из нее в систему водоснабжения самотеком.

За дозированную подачу воды в емкость отвечает обычный заливной клапан — такой же, какие стоят в сливном бачке унитаза; насос управляется датчиком уровня.

Схема подключения накопительной емкости к системе автономного водоснабжения

Для приготовления горячей воды используются:

• Накопительные и проточные электрические водонагреватели;

Обратите внимание: недостаток проточников — высокая потребляемая мощность и, соответственно, большая нагрузка на проводку. За городом, где нередко устанавливаются скромные лимиты мощности на отдельный дом, в большинстве случаев лучше использовать накопительные нагреватели.

• Бойлеры косвенного нагрева, использующие для нагрева воды теплоту теплоносителя системы отопления. Они работают с котлом любого типа. Летом, когда отопление отключается, теплоноситель циркулирует по малому контуру — между бойлером и котлом;

Схема подключения бойлера косвенного нагрева

• Газовые колонки и двухконтурные котлы (газовые и дизельные).

Септик

Однокамерный септик представляет собой отстойник, в котором сточные воды разделяются на собственно воду, легкие и тяжелые фракции. Вода создает 98-99% объема бытовых стоков, поэтому количество твердых отходов, накапливающихся в отстойнике, невелико.

Для утилизации очищенных стоков применяются:

• На грунтах с высокой впитывающей способностью (песке, супеси) — фильтрующий (дренажный) колодец с грунтовым дном и негерметичными стенками;

Фильтрующий колодец из кирпича: грунтовое дно и кладка стенок с пропусками

Полезно: обратную засыпку колодца лучше выполнять не вынутым ранее грунтом, а галькой, щебнем или валунами. Дренаж увеличит площадь впитывания стенок котлована. Дно колодца засыпается слоем валунов или крупной гальки: в этом случае оседающий ил будет оставаться на поверхности камней и не уменьшит впитывающую способность грунта.

Засыпка фильтрующего колодца щебнем

• На суглинках и глинистых почвах сооружается поле фильтрации: дренажные трубы укладываются в траншеи или котлован поверх слоя щебня и последовательно укрываются 20 — 30 сантиметрами щебенки, слоем геотекстиля и грунтом. Расположение труб ниже уровня промерзания обеспечит круглогодичную работу поля фильтрации. Поверхность грунта над дренажными трубами можно использовать в качестве цветочной клумбы.

Септик с отводом очищенной воды на поле фильтрации

Как рассчитать размеры септика?

Инструкция по расчету объема отстойника содержится в СНиП 2.04.09-85 «Канализация и водоснабжение жилого дома». При ежесуточном объеме стоков меньше 5 кубометров отстойник должен превышать этот ежесуточный объем втрое, при большем расходе сточных вод — в 2,5 раза.

Устройство и размеры септика для разных объемов суточных стоков

Как оценить ежесуточный объем стоков в своем доме? Если у вас стоит водосчетчик — все очень просто: расход сточных вод с минимальной погрешностью равен изменению его показаний. 98% бытовых стоков — это вода, помните?

Если счетчика нет, или если существенная часть воды не попадает в канализацию (например, при мытье машины или поливе огорода), ориентируйтесь на санитарные нормы — 200 литров на одного члена семьи в сутки. Так, семья из трех человек расходует в день в среднем 600 литров воды, поэтому минимальный объем отстойника септика для нее составляет 1800 литров (1,8 м3).

Нормы расхода воды для разных систем водоснабжения

В случае фильтрующего колодца или поля фильтрации, для нас важны площадь впитывающей поверхности и впитывающая способность грунта.

Вот значения последнего параметра для разных типов грунтов:

Тип грунта	Впитывание, литры в сутки на квадратный метр
Песок	90-100
Супесь	40-60
Суглинок	20-30
Глина	10 и менее

Например, на супесчаном грунте с впитывающей способностью 50 литров на квадрат в сутки, при суточном расходе сточных вод в 600 литров, минимальная смачиваемая площадь стенок фильтрующего колодца должна быть равной 12 квадратным метрам. Такую площадь смачивания обеспечит, к примеру, заполненная кубическая яма с размером стенки 1,55 метра.

Супесчаный грунт: поглощение воды — до 60 литров в сутки на квадратный метр

При обустройстве септика у вас возникнут две технические проблемы:

1. Перемешивание отстаивающихся стоков притоком воды. Чтобы минимизировать его, установите на приточную трубу канализационный прямой тройник;
2. Затруднение может вызвать и отбор воды из отстойника ниже корки на поверхности. И в этом случае проблема решается установкой на перелив канализационного тройника: его нижний отвод служит собственно для отбора воды, а верхний — для прочистки перелива при засорах.

Приточная труба и перелив укомплектованы тройниками

Кстати: диаметр приточной трубы септика, всегда делается равным 100-110 мм, а вот диаметр перелива можно уменьшить до 50 миллиметров. По опыту автора, этого размера вполне достаточно для транспортировки отстоявшейся и очищенной от крупных загрязнений воды.

Для монтажа перелива можно использовать 50-миллиметровую трубу

Материалы

Какими материалами монтируются водоснабжение и канализация в доме своими руками?

Для разводки водопровода по дому, чаще всего используются полипропиленовые трубы.

Разводка водоснабжения выполнена полипропиленовыми трубами

Их преимущества весьма убедительны:

• Дешевизна;
• Большой срок службы (от 50 лет на холодной воде и от 25 лет на горячей);
• Минимальное гидравлическое сопротивление благодаря гладким стенкам;
• Отсутствие отложений;
• Быстрый и простой монтаж низкотемпературной пайкой;

Монтаж одиночной водорозетки на полипропиленовом водопроводе

• Необслуживаемые соединения, прочностью не уступающие цельным трубам.

1. При монтаже водопровода, используйте трубы с внешним диаметром не меньше 20 миллиметров, иначе получите падение напора на дальних от ввода точках водоразбора;
2. Разводка горячей воды выполняется армированными трубами. Армирование уменьшает удлинение полипропилена при нагреве.

Канализация

Для монтажа внутренней канализации, применяются серые канализационные трубы из ПВХ или более термостойкого полипропилена.

Трубы и фасонина для внутренней канализации

Выпуск канализации на септик в грунте стоит проложить наружной (оранжевой) трубой: она обладает большей кольцевой жесткостью и переносит значительные деформирующие нагрузки.

Каким должен быть диаметр канализации:

• Подключение унитазов выполняется диаметром 110 мм. Тем же диаметром монтируется выпуск на септик;
• Все прочие сантехнические приборы подключаются диаметром 50 мм.

Канализационная гребенка: унитаз подключается диаметром 110 мм, прочие приборы — диаметром 50 мм

Правила монтажа

Напоследок — несколько слов о том, как правильно монтируются канализация и водоснабжение дома:

• Водопровод ГВС всегда прокладывается над трубами холодной воды. Иначе восходящий от труб горячего водоснабжения поток теплого воздуха станет подогревать воду в системе ХВС;
• Длинные прямые участки полипропиленовых водопроводов в системе горячего водоснабжения снабжаются П-образными или кольцевыми изгибами — компенсаторами. Хомуты вблизи компенсаторов должны допускать свободное скольжение труб. Эти меры помогут вам избежать деформации подводок и розливов при нагреве;

Устройство компенсатора на полипропиленовом водопроводе ГВС

• Диаметр канализации в направлении движения стоков может только увеличиваться. Уменьшение диаметра станет причиной постоянных засоров;
• Канализация монтируется с постоянным по всей длине горизонтальной ветки уклоном в 3-3,5 см на погонный метр при диаметре трубы 50 мм и 2 см на погонный метр при диаметре 110 мм. Контруклоны — под строгим запретом: в них станут оседать жир и взвеси, которые со временем опять-таки приведут в засорам;

Участок канализационной гребенки смонтирован с отрицательным уклоном. Засоры гарантированы

• Пластиковую канализацию нужно крепить с шагом не больше 10 диаметров. Закрепленные с большим шагом трубы со временем провиснут, образовав участки с отрицательным уклоном;
• Для крепления канализационных труб к ровным стенам используйте пластиковые клипсы, к имеющим значительные неровности — регулируемые хомуты;
• Соединения сифонов с канализацией герметизируются манжетами или любым уплотнительным материалом. В противном случае запахи канализации станут проникать в жилые помещения;

Герметизация соединений сантехнических приборов с канализацией

• Канализации с септиком абсолютно необходима вентиляция. Фановая труба выводится из верхней точки системы канализации через кровлю или, реже, через фронтон дома.

Совет: фановую трубу желательно снабдить дефлектором, увеличивающим тягу в ветреную погоду.

На фото — фановые трубы с дефлекторами для увеличения тяги

Заключение

Надеемся, что наши нехитрые советы помогут вам сделать свой дом по-настоящему комфортным. Узнать больше о том, как организуются водоснабжение и канализация в частном доме, уважаемому читателю поможет видео в этой статье. Успехов!