Водонапорная башня: назначение, принцип работы, устройство и цена

Водонапорная башня: предназначение и принцип работы сооружения

Водонапорная башня – незаменимая часть системы автономного водоснабжения. Ее можно увидеть в любом старинном городе.

Но если в городах водонапорные башни сохранились лишь в качестве исторических памятников, в небольших населенных пунктах их до сих пор используют по прямому назначению. Когда же впервые появилась первая водонапорная башня, каково было ее предназначение и принцип работы?

Экскурс в историю

Водонапорная башня – это сооружение, состоящее из накопительного резервуара и основания.

Она является частью системы водоснабжения и предназначена для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети.

Благодаря наличию накопительной емкости, она позволяет создавать запас воды и регулировать график работы насосных станций.

Устройство водонапорной башни очень простое. Конструкция сооружения состоит из основания, опорной трубы и накопительной емкости, располагаемой сверху.

Такая особенность позволяет осуществлять подачу воды без применения специального оборудования. В трубопроводы вода поступает самотеком под собственным давлением.

Прообразом водонапорных башен являлись специальные накопительные емкости, использовавшиеся людьми еще 5 тысячелетий назад.

А строительство башен началось в средние века, когда самотечные системы водоснабжения уже не могли обеспечивать водой стремительно растущие города.

В России такое гидротехническое сооружение впервые появилось в Пскове. Именно в этом городе был построен первый водопровод. А в XVIII веке они стали возводиться повсеместно.

Стоит отметить, что старинные водонапорные башни возводились преимущественно из камня. Чуть позже камень заменили красным кирпичом.

И лишь во второй половине XX века для строительства этих сооружений начали применять стальные листы. Идея по замене камня сталью принадлежит советскому инженеру Рожновскому. Он же предложил модернизировать систему путем установки насосного оборудования, с помощью которого резервуар заполнялся водой.

Функциональные возможности

Высота водонапорной башни, как правило, не превышает 35 метров. Этот показатель напрямую зависит от высоты обслуживаемых зданий. То есть емкость, в которой накапливается вода, должна располагаться выше мест распределения.

В функции данного гидротехнического сооружения входит следующее:

1. подача жидкости в трубопроводы под давлением, определяемым высотой расположения резервуара;
2. обеспечение равномерного давления при интенсивном водопотреблении;
3. обеспечение резерва воды на случай пожара, выхода из строя основной станции водоснабжения, в том числе при отключении электроэнергии.

Вода в гидротехническое сооружение поступает из скважины или другого источника (реки, озера и пр.). Поэтому его устанавливают в непосредственной близости к источнику. В емкость жидкость поступает с помощью насосного оборудования, работающего от электросети.

Виды гидротехнических сооружений

Водонапорная башня, принцип работы которой остался неизменным с конца XIX века, может возводиться в нескольких вариациях.

Но их отличие заключается только в материале, применяемом при строительстве гидротехнических сооружений.

Камень или кирпич. Первые объекты водоснабжения строились именно из камня. Чуть позже его заменили кирпичом.

Сейчас эти материалы не применяют, но старинные башни до сих пор сохранились. А некоторые из них продолжают активно эксплуатироваться.

Железобетон

Этот материал был востребован во времена Советского Союза.

Железобетонные конструкции использовались преимущественно для хранения резервного запаса воды. А бак водонапорной башни из железобетона вмещал до 150 кубометров воды.

Сталь

Из листовой стали проектировались башни Рожновского. Причем их возводили с помощью заводских заготовок. Стальная конструкция отличается прочностью и легкостью установки.

Первые резервуары устанавливали на опоры. А изготавливали их из дерева – самого доступного материала. Сейчас дерево не применяется ввиду высокого риска образования грибков, ухудшающих качество воды.

Особенности конструкции

Внешне сооружение может напоминать форму призмы, пирамиды или бочки. Но схема водонапорной башни от формы не изменяется.

Бесперебойную подачу воды обеспечивают следующие элементы:

• опорная часть или ствол;
• накопительная емкость;
• лестницы, располагаемые снаружи и внутри (могут заменяться скобами с боковым ограждением);
• вентиляционный и смотровой люки, располагающиеся на крышке емкости;
• трубопровод, через который подается и отводится вода;
• переливное устройство, предотвращающее переполнение бака;
• датчики уровня воды;
• приборы, передающие диспетчеру информацию о состоянии сооружения.

Наполнение бака производится с помощью насосной станции, которая устанавливается в непосредственной близости к водонапорной башне.

Накопительный бак

Резервуар устанавливается на основание водонапорной башни. Его форма может быть как прямоугольной, так и цилиндрической.

А объем варьируется от нескольких десятков до нескольких тысяч кубометров. Первый вариант используется в качестве накопителя воды для использования в личных нуждах, а второй – для обеспечения бесперебойной подачи воды на промышленных предприятиях.

Опора

Высота опоры вместе с баком редко превышает 35 метров. От этого параметра напрямую зависит, какое в водонапорной башне давление воды будет поддерживаться.

То есть чем выше опора, тем сильнее давление. Однако слишком высокая опора способна осложнить работу насосного оборудования.

Водопровод

Водопровод объекта водоснабжения состоит из двух труб – подающей и отводящей.

Через подающую трубу производится накачивание воды в накопительный бак. Отводящая труба водонапорной башни служит для подачи воды в места потребления.

Вентиляционный и смотровой люки

Вентиляционный люк располагается в верхней части корпуса бака. Его функция заключается в предотвращении создания вакуума внутри накопителя.

Воздухообмен позволяет предотвратить застаивание воды, в результате которого происходит размножение патогенных микроорганизмов. Высота крышки люка над поверхностью резервуара составляет не менее 20 см.

Смотровой люк позволяет производить обслуживание водонапорной башни. Продлить срок службы сооружения удастся путем проведения работ по покраске, удалению ржавчины внутри бака, промывке и дезинфекции, заделыванию трещин. Эти работы необходимо выполнять через каждые 3-4 года.

Как работает гидротехническое сооружение

Принцип работы данного сооружения заключается в эффекте закона о сообщающихся сосудах.

Он заключается в следующем:

1. насос через подающую трубу закачивает в бак воду, забирая ее из скважины или водохранилища;
2. так как бак располагается высоко, вода под собственным напором поступает в отводящую трубу, а далее в систему водоснабжения;
3. если расход воды небольшой, бак заполняется постепенно;
4. датчик, установленный в резервуаре, отключает насос, когда уровень воды доходит до максимальной отметки;
5. когда уровень жидкости приближается к минимальному, другой датчик включает насос.

Система водонапорной башни настолько проста, что заставляет усомниться в ее надежности. Однако за несколько веков эксплуатации она доказала свою эффективность.

Заключение

Бесперебойная работа водонапорной башни возможна только при своевременном обслуживании, проводимом через каждые 3-4 года.

Это сооружение позволяет создать запас воды, способный удовлетворить нужды, как личного подсобного хозяйства, так и крупного промышленного предприятия.

Видео: Водонапорная башня — как работает и ее устройство

Водонапорная башня: назначение, виды, элементы и как устроена

ГОСТ 25151-82, устанавливающий термины, определения для систем, оборудования водоснабжения, указывает, что водонапорная башня является напорным резервуаром для хранения воды, установленным на опорной конструкции.

СП 8.13130.2020, регламентирующий противопожарные требования при устройстве источников внешнего водоснабжения, относит водонапорные башни к пожарным резервуарам, то есть к емкостным инженерным сооружениям, предназначенным для хранения запасов воды, которые по исполнению могут быть как металлическими, так и железобетонными конструкциями.

Фото водонапорной башни А.А. Рожновского

СП 31.13330.2012 о водоснабжении, являющийся актуализированной редакцией СНиП 2.04.02-84, также рассматривает водонапорные башни в качестве источника водоснабжения для целей тушения пожаров; уточняя, что в поселках, где проживает до 5 тыс. человек, а расход воды требуется не больше 10 л/с, допустимо прокладывать тупиковые линии водоснабжения при наличии пожарного водоема, водонапорной башни, что расположены в конце таких тупиков.

Но, изначально водопроводные башни создавались, и используются до сих пор не только для целей пожаротушения, а как гидротехнические сооружения для создания запасов воды, автономного регулирования ее расхода, напора в локальной сети водоснабжения небольшого населенного пункта, предприятия, железнодорожной станции.

Следует отметить, что строительство водонапорных башен в наши дни не уникально, как в прошлом, когда построенные из натурального камня, полнотелого кирпича сооружения часто отличались вычурной архитектурной красотой, отнесшей их позднее к достопримечательностям, историческим памятникам.

Для возведения современных водонапорных башен используют типовые проекты, технические условия, например, ТУ 4741-001-76960843-2005 – о стальных унифицированных водонапорных башнях системы Рожновского; ТУ 4741-001-00237819-2006 – о водонапорных башнях Рожновского типов БР-15, БР-25.

История

Для создания запаса воды, ее самотечной подачи в населенные пункты без использования каких-либо насосных механизмов, еще в древности использовали горные озера, искусственные пруды, акведуки.

Века назад появились и первые водонапорные башни – искусственные резервуары, устанавливаемые в крепостях, замках, городах для питьевых, хозяйственных нужд защитников, населения как в мирное время, так и при осаде неприятелем. Именно эти сооружения противник стремился разрушить одними из первых, чтобы лишить обороняющихся запаса воды, в том числе использовавшейся для тушения пожаров, возникающих при осадных действиях.

Второе рождение водонапорные башни получили с изобретением паровоза, строительством разветвленной сети железных дорог, обслуживающего их инженерного станционного хозяйства в Европе, США, России; развитием промышленного производства на новых территориях, не имеющих сетей централизованного водоснабжения.

Именно простейшая конструкция, принцип работы башни сделали ее такой востребованной, актуальной в различных ситуациях:

• Возможность забора воды из любого источника – от реки, ручья до артезианской скважины.
• Установка насоса не очень большой мощности для подъема воды в бак башни на высоту 10-20 м.
• Самотечная подача воды на питьевые, технические или хозяйственные нужды под естественным напором.
• Постоянное пополнение запаса воды, используемой для повышения напора в локальной сети водоснабжения поселка, железнодорожной станции, промышленного производства.
• Использование в критических ситуациях, в том числе при тушении пожара.
• Простейшая автоматика включения заполнения бака, пуска воды.

Из-за комплекса перечисленных преимуществ, унификации комплекта водонапорной башни, которую несложно доставить на новую промышленную площадку, территорию сельскохозяйственного предприятия, строящегося жилого поселка; быстро смонтировать, установив на бетонное фундаментное основание, они востребованы в районах, где централизованное строительство наружных сетей водоснабжения в ближайшие годы не планируется.

Назначение

Водонапорная башня предназначена для следующих целей:

• Заполнения ее бака водой из ближайшего источника, включая подземные водоносные пласты, с помощью насоса/насосной станции.
• Хранения запаса воды.
• Подачи ее под собственным напором в автономную систему водоснабжения на нужды населенного пункта, производственного, сельскохозяйственного объекта.

Вторая функция водонапорной башни, как искусственного источника наружного противопожарного водоснабжения, указана в пункте 4.1 СП 8.13130.2020:

• Для защиты поселений, где жителей меньше 5 тыс.
• Отдельных строительных объектов за их чертой, не обеспеченных наружным водоснабжением.
• Объектов любого назначения, с расходом воды на тушение не выше 10 л/с.
• Зданий малоэтажной застройки площадью, не превышающей нормативную для пожарного отсека по их степени стойкости огню.

Кроме того, водонапорные башни используются в качестве дополнительного источника для заправки пожарных автомашин, когда организовывается подвоз воды к месту пожара. Для этого:

• Снаружи башни на отводящем, подводящем трубопроводе врезают патрубок с соединительной головкой для подключения, заправки пожарной автотехники.
• У водонапорной башни, а также по направлению подъезда к ней, так же как для пожарных гидрантов, водоемов, должны устанавливаться указатели расстояния до них, с использованием светоотражающих материалов.

Видов водонапорных башен несколько, зависящих в основном от материала, использованного для постройки:

• Каменные, кирпичные, редко эксплуатируемые, чаще используемые под размещение музеев, смотровых площадок, предприятий общепита.
• Из железобетонных конструкций, в основном строившиеся в СССР.
• Водонапорные баки, смонтированные на ажурных металлических опорах, созданные по проектам инженера В. Г. Шухова.
• Водонапорные цилиндрические баки, установленные на стальном рамном каркасе произвольной конструкции.
• Стальные баки переменного сечения системы инженера А. А. Рожновского, напоминающие по форме гранату с ручкой.
• Цилиндрические резервуары различных размеров, вплоть до железнодорожных цистерн, установленные на железобетонные, стальные конструкции оснований. Чаще всего это водонапорные баки в составе систем летнего водопровода дачных поселков.

Технические характеристики, устройство и элементы

Их стоит рассмотреть на примере самой распространенной конструкции таких гидротехнических сооружений, изобретенной советским инженером А.А. Рожновским в 1936 году, и настолько удачной, эффективной при использовании, что автор был в 1942 году награжден Сталинской премией.

Основной идеей талантливого изобретателя было использование унифицированного набора конструктивных элементов высотного водонапорного сооружения, в основном выполненных из металла, что позволяло их быструю транспортировку, сборку на месте за небольшой период, особенно по сравнению со строительством подобных сооружений из кирпича, железобетонных конструкций.

Огромными преимуществами нового вида таких инженерных сооружений было отсутствие необходимости в системе обогрева, что весьма важно для большинства регионов страны, а также вновь разработанная схема управления, полностью работающая в автоматическом режиме. Изобретение первоначально предназначалось для заправки паровозов на железнодорожных узлах, станциях, но стало впоследствии востребованным в других отраслях.

В состав башни Рожновского входят следующие элементы:

• Фундаментное основание, выполняемое из готовых строительных блоков или заливкой монолитной плиты.
• Ствол башни, являющийся ее опорной частью, высота которого составляет до 30 м.
• Бак, имеющий типовой размер емкостью 15, 25, 50 или 160 м 3 , служащий для сбора/расхода воды.
• Стальные трубопроводы для заполнения, отвода воды из бака, откуда она под собственным напором, создавая давление, поступает к потребителям.
• Наружная/внутренняя лестница или скобы для обслуживания.
• Смотровой люк в крыше водонапорного бака.
• Насос, источником воды для которого чаще всего служит подземная скважина или водоем.
• Система автоматики – контактные датчики верхнего, нижнего уровней воды в баке, реле включения/отключения электропитания насосов.
• Аварийное устройство перелива воды на случай отказа автоматики.

Схема оборудования водонапорной башни-колонны

1 – напорная труба для подачи воды из колонны в бак; 2 – рабочая переливная труба; 3 – подающе-отводящая труба; 4 – воздушная труба; 5 – бак; 6 – регулирующий объем; 7 – неприкосновенный противопожарный объём; 8 – днище бака; 9 – труба для подачи воды в сеть при тушении пожара; 10 – предохранительная переливная труба; 11 – колонна; 12 – всасывающая труба насоса; 13 – насосная станция подкачки; 14 – труба к водопроводной сети

Согласно СП 8.13130.2020 к техническим параметрам, устройству водонапорных башен предъявляются следующие требования:

• Расчетный объем воды в баке должен обеспечить наружное и внутреннее тушение пожара в обслуживаемом здании в течение 10 мин, с учетом максимального расхода на другие нужды.
• Размещение бака по высоте установки должно производиться на основании гидравлического расчета системы водоснабжения.
• Если водонапорная башня не входит в зону имеющейся молниезащиты обслуживаемого объекта, то требуется оборудование собственных устройств защиты от разряда атмосферного электричества.
• Автоматика должна обеспечивать контроль уровня неприкосновенного объема воды для целей пожаротушения, а также уровень, обеспечивающий работу насосов в безаварийном режиме.
• Степень стойкости к огню водонапорной башни должна быть не ниже II-ой.
• Для изготовления опорных стволов башен допустимо использовать стальные конструкции или местные негорючие материалы и вещества, а для баков – только сталь.
• В районах с жестким климатом допустим подогрев воды в баке при помощи паровых, водяных, электрических нагревательных устройств, греющих кабелей.

При наличии одного источника электроснабжения водонапорной башни в малонаселенных пунктах, на объектах защиты следует предусматривать установку резервного пожарного насоса с двигателем на жидком топливе, обеспеченным автоматическим пуском от аккумуляторной батареи.

Как работает

Водоснабжение жилого поселка

Принцип работы этого гидротехнического высотного сооружения основан на эффекте закона о сообщающихся сосудах:

• С помощью насоса по подающему трубопроводу происходит забор воды из подземной скважины, реки, озера в накопительный бак, смонтированный наверху башни.
• Под собственным напором, обусловленным высотой размещения бака, вода самотеком движется по подающему трубопроводу в автономную/локальную систему снабжения ее потребителей – жилых домов, промышленных, сельскохозяйственных производств. Имеется также возможность с помощью соединительных патрубков с вентилями непосредственной заправки сельскохозяйственной, поливочной, пожарной автотехники.
• При небольшом разборе воды напорный бак постепенно заполняется, и при достижении максимального уровня автоматика по сигналу электроконтактного датчика отключает подачу электропитания на насос.
• При понижении уровня до минимально установленного значения происходит включение насоса.

Простота конструкции, режима работы башни по-прежнему оставляет ее востребованным гидротехническим оборудованием за городской чертой, вне зоны действия централизованных сетей водоснабжения.

Жизнь под давлением: как устроены водонапорные башни

Этим летом в городе Слободском Кировской области частнику продали местную достопримечательность — водонапорную башню, которую больше ста лет назад возвел знаменитый вятский архитектор Иван Чарушин. В советское время в ней располагались магазины, а в начале 2000-х работало местное телевидение. Новый владелец планирует открыть там музей, а часть помещений перепрофилировать под гостиничные номера.

Таких сооружений по всей России очень много. Водонапорные башни можно найти и в больших городах — Москве, Екатеринбурге, Санкт-Петербурге, и в деревнях. Многие из них до сих пор выполняют свое прямое назначение. А этот пост о том, как они работают, какие типы башен бывают, ну и еще немного про судьбу Слободской.

Текст ниже — редакционная переработка одного из выпусков ток-шоу «Разберем на атомы», которое провел в августе Информационный центр по атомной энергии Кирова при поддержке нашей кировской Точки кипения при ВятГУ.

В нем приняли участие Анатолий Курбатов — новый хозяин Слободской башни, кандидат технических наук Денис Суворов, кандидат исторических наук Антон Касанов и инженер-проектировщик Александр Анущенко, рассказавшие про инженерные аспекты и архитектурные особенности водонапорных башен. Полную запись ток-шоу можно найти в описании мероприятия на Leader-ID.

История о том, как Анатолий Курбатов купил эту башню, тоже интересна, но, чтобы не загромождать текст, уберу ее под спойлер.

В 35 километрах от Кирова, на правом берегу Вятки, стоит небольшой городок — Слободской. Старинный купеческий город, в котором, к слову, родился автор «Алых парусов» Александр Грин. В прошлом именно отсюда уходили первые торговые экспедиции на Аляску. В городе есть ряд интересных старинных зданий, которые все еще напоминают о его купеческом прошлом.

Панорама Слободского: вид на Благовещенский храм и реку Вятку

Одно из таких зданий в 2015 году в рамках программы приватизации администрация города выставила на торги. Это была одна из визитных карточек города — старинная водонапорная башня, построенная в 1911 году, видное четырехэтажное здание по 50 квадратных метров на этаж. Начальная цена — 941 тысяча рублей. Вопреки ожиданиям, покупателей не было, исходную цену снижали несколько раз.

Когда новость дошла до Курбатова, он был поражен. Красивейшее здание, построенное одним из самых талантливых архитекторов России — Иваном Чарушиным, уходило буквально даром!

Та самая водонапорная башня в Слободском

Недолго думая, общественный активист Анатолий принял несколько импульсивное, но благородное решение — выкупить здание за собственные средства и отреставрировать. В пользу покупки говорил и ряд благоприятных обстоятельств. Несмотря на то что это сооружение — уникальный исторический памятник, официально башня не имела статуса ОКН («объект культурного наследия»). Это значительно упрощало процедуру оформления покупки. Если бы у объекта был этот статус, все реставрационные и ремонтные работы автоматически выросли бы в цене в несколько раз.

Перед тем как принять окончательное решение в пользу покупки, Курбатов посоветовался с друзьями, стараясь взвешенно оценить риски такого вложения. Что примечательно, никто не высказался против.

Поэтому Анатолий сделал первый взнос и за две недели оформил все необходимые документы. Цена сделки — 625 тысяч рублей.

Зачем нужны водонапорные башни

Идея водонапорных башен настолько простая и гениальная, что по сей день в самых разных местах планеты можно встретить современные сооружения, выполняющие те же функции. В начале XX века насосы, способные перекачивать воду по трубам, уже существовали и даже отчасти использовались в коммунальном хозяйстве. А вот изобретение гидравлических помп, работающих на электричестве, было настоящим достижением инженерии того времени. Ведь после их установки жителям не нужно было крутить ручку у колодца — вода сама поднималась по трубам и лилась в ведра. Однако для сооружения мощного городского водопровода производительности таких насосов было недостаточно. Почему же не построить систему для прокачки воды с более мощным насосом? Теоретически это было возможно, но экономически нецелесообразно.

Другая проблема, которая послужила стимулом для создания технологии водонапорных башен, заключалась в том, что люди используют воду крайне неравномерно. Ранним утром, когда мы только-только просыпаемся, а также ночью, когда спим, вода особо не нужна. Возможно, есть один-два местных жителя, которые используют по каким-то причинам водопровод в это время, но это исключение.

Около 6–8 часов утра люди просыпаются, умываются, завтракают, и нагрузка на водопровод увеличивается. Ну а днем начинают работать предприятия, включаются системы полива, и потребление воды возрастает в несколько раз. И в этот момент при использовании маломощного насоса передача воды практически прекратится, так как он просто не будет успевать закачивать воду в систему.

Нецелесообразность использования мощных насосов была еще в том, что тогда не было «умных» контроллеров, которые бы следили за регулировкой мощности. Если взглянуть на конструкцию насосных систем, используемых в большинстве старых водонапорных башен, можно увидеть, что старые насосы имеют всего два режима работы — «включено» и «выключено». А это означает, что мощный насос очень нерационально расходовал бы ресурсы.

Самый большой горизонтальный насос с разъемным картером, изготовленный индийской компанией Kirloskar Brothers Limited (KBL). Способен создавать поток 7000 литров в секунду при напоре 27,5 метра

В итоге водонапорные башни стали быстро возводить в самых разных местах.

Водонапорная башня в Зарайске, 1916 год

Водонапорная башня архитектора Геппенера в Москве, 1901 год

Что находится внутри водонапорной башни

В верхней части башни размещается большой резервуар для воды. Уровень, на который устанавливается этот бак, должен быть выше самого высокого здания, в которое будет подаваться вода. Разница высот очень важна, поскольку весь принцип работы водонапорной башни основан на давлении, которое создает столб жидкости.

К резервуару ведут трубы от насосной станции, где обычно используют маломощный насос, постепенно наполняющий резервный бак.

Функциональность водонапорных башен проста. Однако если мы посмотрим на архитектуру таких сооружений в Европе, особенно начала XX века, то увидим, что облик многих из подобных строений нередко напоминает средневековые замки.

Более современные башни могут иметь футуристический дизайн, как Ройхувуори в Хельсинки — одна из самых крупных водонапорных башен в мире.

Водонапорная башня Ройхувуори, 1977 г. В данный момент не эксплуатируется

Эта башня построена в виде гриба, ее максимальный диаметр — 66,7 м при высоте 52 м, а объем резервуара — 12 600 м 3 .

В США, где бизнес известен своим прагматизмом, даже старые водонапорные сооружения имеют строгий облик — резервуар с опорами. Ничего лишнего, никаких удорожающих «красот», лишь бы конструкция выполняла свое предназначение.

Водонапорная башня на крыше бывшего предприятия Ford в Омахе, штат Небраска

На территории России популярнее всего были так называемые башни Рожновского. Они не блещут изящным дизайном, но исключительно надежны, особенно учитывая наши суровые климатические условия.

Башня Рожновского сконструирована таким образом, что вода в ней не замерзает даже при –30 градусах по Цельсию. При этом очень важна правильная эксплуатация: при такой низкой температуре забор воды должен происходить со скоростью два резервуара в сутки. Если напор уменьшится, вода действительно превратится в лед.

Башня Рожновского и ее внутреннее устройство

При возведении водонапорных башен в старой России часто использовали комбинированные материалы — кирпич и древесину. Из кирпича, как из более прочного материала, строили ствол водонапорной башни, а из древесины — верхний этаж. Древесина была легче, а еще ее использование обуславливалось наличием в России холодных зим. Современные водонапорные башни, как и конструкция Рожновского, выполнены исключительно из металла.

Обычные водонапорные башни строили по полгода, но конструкцию Рожновского устанавливали в несколько раз быстрее. Башни возводили вдоль железнодорожных путей, потому что изначально их разработали, чтобы быстро заправлять водой паровозы. Согласно стандартам, срок эксплуатации такой башни — 30 лет, но благодаря надежной конструкции фактический срок службы намного больше.

Главные составляющие водонапорной башни Рожновского мало чем отличаются от прочих конструкций водонапорных башен: бак для воды, водонапорная металлическая опора, крышки бака с люком для осмотра. Толщина стенок ствола и купола таких водонапорных конструкций одинакова — около 5 мм. Конструкция башни Рожновского предусматривала вариант установки сразу двух резервуаров, расположенных по отношению друг к другу на разной высоте. Необходимость в использовании двух резервуаров могла возникнуть в том случае, если требовалось обеспечить несколько водонапорных сетей с разным напором воды в каждой. Максимальная высота башни редко превышает 30 метров.

Установка современной водонапорной башни

На внутренней стенке резервуара приварены скобы льдоудерживателя, а также скобы для спуска обслуживающего персонала. Для подъема на башню используют наружную лестницу с предохранительным ограждением.

Раз в три-четыре года необходимо проводить плановое обслуживание — выявлять и заделывать трещины и течи, удалять ржавчину, делать дезинфекцию резервуара, красить, заменять крепежное металлическое кольцо.

Шуховская водонапорная башня в Полибино, Липецкая обл., 1896 г.

Из всех конструкций выделяется легендарная Шуховская башня. Владимир Шухов изобрел первые в мире гиперболоидные конструкции и придумал способ возведения сетчатых оболочек. Благодаря новой форме и технологии крепления такие металлические башни имели высокую прочность при меньшем весе. Сегодня о таких конструкциях вспоминают редко, тем не менее в разных городах все еще можно встретить водонапорные башни в узнаваемом «шуховском» стиле.

Лестница на «шуховской» башне

Плюсы и минусы

Водонапорные башни были очень удачным решением. Они имеют массу достоинств и до сих пор используются в тех районах, где необходимо обеспечить передачу воды по трубам при минимальном вложении средств.

Расчет давления в водонапорной башне может сделать даже школьник. Вначале следует определить высоту подъема воды, используя формулу h=n*h_э, где n — число этажей в здании, а h_э — высота этажа. Вспоминаем формулу Паскаля для определения давления на уровне Земли:

где ρ — плотность воды, g — ускорение свободного падения, а H — высота водонапорной башни. Так можно легко вычислить давление в водонапорной башне на любом этаже здания.

В современных зданиях напор воды обычно не превышает 6–8 атмосфер (по СНиП 2.04.01-85 от 0,3 до 6 атм для холодной и от 0,3 до 4,5 атм для горячей). Для зданий выше 40 метров дополнительно используются регуляторы давления (и вода может подаваться сверху вниз), а для высотных сооружаются целые технические этажи с насосными станциями.

Недостатки у башен тоже есть, хотя их немного. Главный минус — привязка к высоте. Как показывает опыт использования водонапорных башен, в населенных пунктах рано или поздно возводят все более высокие здания, для которых давления, создаваемого высотой труб в башне, уже недостаточно. Тут или новую башню нужно сооружать, или полностью пересматривать конструкцию водопровода. Так как оба решения слишком дорогие, обычно в таких случаях в высотных зданиях резервуар устанавливают прямо на крышу.

Башня в Новосибирске, 1938 г.

Водонапорные башни очень легко «приспосабливаются» в условиях нового времени. Старые сооружения проходят реконструкцию и превращаются в офисы или магазины. А еще лучше — в музеи, ведь многие из таких сооружений имеют богатую историю.

Ок, купил. А что теперь делать с «водокачкой»?

Курбатов признался, что поначалу ему было трудно принять сам факт того, что «все это» теперь его ответственность. Отныне ему нужно решать, как будет выглядеть здание и что в нем будет.

Удивительно, но еще тридцать лет назад, пока башня находилась в распоряжении АО «Кировские коммунальные системы», она выполняла свою основную функцию. Позже ее уже не использовали по прямому назначению и она много раз переходила из рук в руки. Когда-то тут располагался магазин «Охотник и рыболов», а в начале нулевых было представительство региональной телекомпании. О том, чтобы использовать водонапорную станцию по прямому назначению, речь не идет — в этом нет необходимости, да и технически это сделать сложно. Значит, нужно искать новые варианты использования сооружения.

Курбатов планирует разделить здание на две части. На нижних этажах открыть музей, а верхний, четвертый этаж, откуда открывается потрясающий вид на город, отдать под гостиницу с номерами для любителей романтики.

Что касается тематики музейной экспозиции, тут еще нет определенности. С одной стороны, музей может быть посвящен Ивану Чарушину — главному зодчему Вятской губернии. С другой — можно сделать современный музей водонапорных сооружений с интерактивными трехмерными презентациями, иллюстрирующими архитектуру водонапорных башен разных мест на планете.

Окончательное решение относительно будущего здания примут, когда отреставрируют фасад и начнут восстанавливать внутренние помещения. Все-таки выбор варианта — это вторично, а главное — спасти здание, остановить разрушение и вернуть ему былое очарование. К сожалению, известно много примеров, когда после небрежного ремонта и «восстановления» исторически ценных зданий, переданных властью в частную собственность, от первоначального облика не оставалось и следа. Но Анатолий решил, что приложит все усилия, чтобы спасти башню.

Уже проведено техобследование, составлена смета и опреден фронт работ. По предварительной оценке, на восстановление здания потребуется около 1,8 млн рублей.

Часть задач взяли на себя волонтеры. Прежде всего, необходимо было убрать поросль, включая ту, что покрывает верхний этаж здания. Такие случайно проросшие растения очень опасны: их корневая система медленно, но неуклонно разрушает здание. Другая большая забота — очистить дом от гор мусора, который там скапливался долгими годами, и вывезти его.

Все проблемы и вопросы: «как лучше организовать работы», «с какими подводными камнями можно столкнуться» и другие — приходится решать самостоятельно, потому что спросить просто не у кого. Если посмотреть на всю Россию, то окажется, что опыта по восстановлению объектов такого рода у нас не так много. Рассчитывать можно только на собственные силы. Впрочем, есть надежда на грант — как президентский, так и частных или госкомпаний, что существенно снизит собственные затраты.

Анатолий Курбатов на одном из этажей башни. Как видно, печное отопление все еще в строю

Для реставрации наружного фасада водонапорной башни Анатолий решил задействовать потенциал движения по восстановлению городской исторической среды Том Сойер Фест. Настойчивость членов этой группы в конце концов начала приносить плоды: сегодня у команды волонтеров появились более или менее постоянные спонсоры, в числе которых такие компании, как МТС, Stanley, Black & Decker, «Леруа Мерлен».

Еще одна немного подзабытая, но очень правильная традиция — субботники. На настоящий момент новый владелец уже провел несколько таких мероприятий, благодаря чему дело сдвинулось с мертвой точки. К слову сказать, позитивный пример всегда заразителен. Свою помощь предложили даже главный архитектор Слободского и глава департамента благоустройства города, много людей приехали из Кирова.

Водонапорная башня

Даже в настоящее время, когда все процессы стали механизированы и автоматизированы, популярность такого сооружения как водонапорная башня не снизилась, а только лишь поднялась на более высокие позиции. Во-первых, разберемся, что такое водонапорная башня и в чем заключается ее принцип работы.

Устройство и назначение водонапорной башни

Водонапорная башня это собственно достаточно больших размеров конструкция, которая выполняет функцию регулирования всех операций водопроводной системы. А именно контролирует процесс подачи воды, ее напора, а также расходования. К тому же водонапорная конструкция осуществляет создание запаса водных ресурсов и регулирует работу насоса. Сама конструкция водонапорной башни представляет собой монументальную конструкцию, в состав которой входит емкость для сбора и скопления воды, и собственно сам башенный ствол. В некоторых селах и городах водонапорные башни считаются даже историческими архитектурными строениями, и в каждом отдельном поселении водонапорная башня имеет совершенно разный вид.

Принцип работы водонапорной башни состоит в том, что во время, когда количество потребляемой воды сведено к минимуму, она посредством работы насоса, скапливается в резервуаре, которые предназначен для ее хранения. Далее, когда возрастает потребность в использовании большого объема воды, происходит ее подача из резервуара. Таким образом, удается избегать критических ситуаций, которые могли бы вызвать дефицит водных ресурсов. Даже во время перебоев вода стабильно подается по требованию. Водонапорная башня является достаточно высокой конструкцией, однако, не превышающей при этом двадцати пяти метров в высоту. Существуют, конечно, исключения, длина которых может достигать и тридцати метров, но как правило они считаются довольно редким явлением.

Бак обладает огромным водоизмещением и может доходить в зависимости от конструкции до ста кубических метров объема. Такие размеры имеют, как правило, промышленные и мегаполисные сооружения. Опора водонапорной башни выполнена из стали особой прочности, хотя строительный материал для ее изготовления может быть различным.

Применение водонапорных башен

Нередки случаи, когда водонапорные башни изготовлены из железобетона, а то и кирпича. В оборудование для водонапорных башен входят такие элементы как трубы, осуществляющие подачу и отвод воды. Так же оснащаются водонапорные башни устройствами, которые осуществляют контроль над тем, что бы резервуар не переполнялся, и измерительной системой, которая точно указывает уровень, находящейся в резервуаре воды. Данная система отображает данные на пульте управления в операторской, а так же сигнализирует о переполнении, в случае возникновения оного. Закачка воды происходит посредством работы насосов, которые откачивают ее из скважин промышленного масштаба.

Преимущества у данной конструкции неоспоримые, вот только некоторые из них. Установка водонапорной башни является необходимой в тех местах и районах, где достаточно большое количество потребителей водных ресурсов. Поскольку нередки такие аварийные ситуации, как перебои с электрической энергией, водонапорная башня служит единственным спасающим фактором, который работает совершенно автономно. Поскольку воды много не бывает, то ее запас является грамотным решением, а посему на всякий непредвиденный случай, запас воды в водонапорной башне обеспечен.

Насос водонапорной башни имеет погружной характер работы, схема закачки довольно проста, насос накачивает воду в резервуар до тех пор, пока устройство контрольной системы от переполнения не подает сигнал, в этом случае система отключается и ждет следующего раза, который наступает по мере опустошения резервуара. Можно сказать, что водонапорная башня не утратила своей популярности, да и вряд ли это произойдет, поскольку ее положительные качества являются неоспоримыми.

Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме — снаружи и внутри

Прокладка внутреннего трубопровода является одним из важных этапов работ после строительства индивидуального жилья. При отсутствии плана или самостоятельном монтаже часто приходится решать задачу, какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме.

Стоит отметить, что для точного нахождения трубных диаметров необходимо учитывать широкий ряд факторов, пользоваться табличными данными или формулами для расчетов. С другой стороны, задача не столь сложна, если воспользоваться стандартными методами определения размеров труб по многократно проверенным рекомендациям специалистов.

Рис. 1 Варианты устройства в доме внутреннего водопровода

1. Требования к трубам водоснабжения и их разновидности
2. Какой диаметр задают для измерений
3. Особенности полипропиленовых труб
4. Трубы из полиэтилена низкого давления
5. Факторы, влияющие на выбор трубного диаметра
6. Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме
7. Снаружи
8. Внутри

Требования к трубам водоснабжения и их разновидности

В индивидуальных домах для подачи горячей и холодной воды используют несколько разновидностей труб. Их физические параметры обеспечивают длительный эксплуатационный срок при заданных температурных и напорных характеристиках рабочей среды.

Основные требования к трубопроводам по СНиП 2.04.01-85:

• Они должны выдерживать рабочее давление в сети не менее 4,5 бар при температуре холодной воды 20 °С в течение 50 лет эксплуатации.
• При постоянной температуре горячей воды около 75 °С расчетный эксплуатационный срок трубопровода не должен опускаться ниже 25 лет.

СНиП 2.04.01-85 также устанавливает, каким должен быть внутренний водопровод. Он допускает применение полимерных труб из полиэтилена низкого давления (ПНД), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полибутилена (ПБ), металлопластика, стеклопластика, прочих пластиков и их композитных соединений.

Из металлов допускается прокладывать трубопроводы из меди, бронзы, латуни, стали с наружным и внутренним антикоррозионным покрытием.

При использовании в горячем водоснабжении данным условиям удовлетворяют не все трубы, поэтому часто трубопроводы с горячей и холодной водой монтируют из разных материалов.

Несмотря на широкий ряд труб, разрешенных для укладки внутреннего водопровода, их применение ограничивает следующий важный фактор.

Внутренний трубопровод должен иметь наименьшую теплопроводность, чтобы исключить нагрев холодной и остывание горячей воды.

В итоге в списке труб, из которых можно сделать водопровод, должны отсутствовать все металлические изделия. Также не подойдут и полимеры, армированные металлами — полипропилен с алюминиевой оболочкой и металлопластик.

Если исключить из рассмотрения редкие и соответственно малоиспользуемые трубы из полибутилена, стеклопластика, клеевого поливинилхлорида, то ответ на вопрос, какие трубы лучше выбрать для водоснабжения, станет очевиден.

Используемыми останутся два вида труб, и это полипропилен ПП и полиэтилен низкого давления ПНД. Каждый из этих материалов благодаря толстым стенкам имеет низкую теплопроводность — 0,25 Вт/м·°С у полипропилена и 0,32 Вт/м·°С у полиэтилена низкого давления.

Рис. 2 Примеры прокладки наружной водопроводной магистрали

Какой диаметр задают для измерений

Так как каждая трубная оболочка имеет наружный и внутренний диаметр, при их задании может возникнуть путаница. Любому пользователю, вплотную занимающемуся прокладкой водопровода, следует знать, что трубы из металлов и пластиков измеряют по-разному.

Диаметр металлических труб задается их внутренним проходным каналом, его называют номинальным или условным. Связано это с тем, он привязан к ближайшему значению из стандартизированного ряда и не соответствуют реальной величине. Пример стандартного числового ряда условных диаметров стальных труб: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65 мм.

Иногда диаметры стальных трубопроводов указывают в дюймах с дробными долями, соотнося их с размерами миллиметрах: 1/2 — 15 мм, 3/4 — 20 мм, 1 — 25 мм, 1 1/4 — 32 мм, 1 1/2 — 40 мм.

Размеры всех полимерных труб задают их наружным диаметром в миллиметрах. Они должны соответствовать стандартному числовому ряду, его фрагмент: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 мм.

Этот показатель точно соответствует размерам в миллиметрах и не задается в дюймах.

В маркировке полипропиленовых труб всегда указывается толщина стенки, благодаря чему несложно вычислить диаметр проходного канала. Это может быть важно при проведении гидравлических расчетов.

Иногда на них ставят символ SDR, равный результату от деления наружного диаметра на толщину стенки. Чем ниже SDR, тем более толстостенной считается пластиковая труба.

Стоит отметить, что в отличие от стальных, размеры труб из меди и нержавейки задают их наружным диаметром.

Трубы PN10 для холодной воды, рабочая температура 20 º С давление 10 атм., отрезки 4 м

Таблица 1. Размеры полипропиленовых труб для холодной воды

Трубы PN16 для горячей воды, рабочая температура 60°С, давление 10 атм., отрезки 4 м

Таблица 2. Размеры полипропиленовых труб для горячей воды

Особенности полипропиленовых труб

Трубы из полипропилена занимают лидирующее положение по широте использования в водопроводах частных домов и коммунальных квартир. Им нет достойных конкурентов по стоимости, простоте монтажа и практичности при прокладке магистралей холодного водоснабжения (ХВС). Основной недостаток полипропилена — высокий коэффициент линейного расширения при нагревании, в данном случае не является важным фактором.

В трубопроводах горячего водоснабжения (ГВС) обычный полипропилен не применяют из-за недостаточной термостойкости и высокого коэффициента линейного удлинения.

Там лучше использовать соэкструзированный материал, представляющий собой полипропиленовую трубу с внутренней стекловолоконной оболочкой. Стекловолокно повышает термостойкость всей трубы и уменьшают ее тепловое расширение.

Полипропиленовые трубы соединяют пайкой, если стыкуют два отрезка одинакового диаметра, сверху на них одевают, в зависимости от монтируемого узла, муфту, отвод или тройник. Такой способ соединения называется раструбным. Благодаря этому методу проходное сечение полипропиленового трубопровода на всех участках остается неизменным. Благодаря большому количестве различных полипропиленовых фитингов, можно спаять практически любой узел. При стыковке трубных отрезков разных диаметров используют переходные муфты.

При одинаковых наружных размерах диаметр проходного канала ПП-труб намного меньше, чем у металлических или полимерных аналогов из сшитого полиэтилена.

Что касается напорных характеристик, то обычный полипропилен выдерживает давление от 10 (PN10) до 20 (PN20) бар в течение всего эксплуатационного срока. Армированный стекловолокном трубопровод может работать длительный период при напоре рабочей среды до 20 (PN20) или 25 (PN25) бар в условиях повышенных температур.

Рис. 3 Размеры труб из полиэтилена

Трубы из полиэтилена низкого давления

Трубы из ПНД используют для наружной прокладки водопроводов. Их выпускают в отрезках и бухтах диаметров, соответствующих стандартному числовому ряду.

Существует несколько марок полиэтилена в зависимости от его внутренней структуры, трубы изготавливают из ПЭ-80 и ПЭ-100, лучший из них последний.

В отличие от полипропиленовых, у ПНД-труб толщина стенки может варьироваться в более широких границах. Для них также установлено размерное соотношение наружного диаметра к толщине стенки SDR, и оно может быть разным в диапазоне от 2,5 до 41.

ПНД-трубы рассчитаны на транспортировку воды с температурой, не превышающей 40 °С. Понятно, что их используют только в системах холодного водоснабжения.

Что касается напорных характеристик, то давление, которое может выдержать ПНД труба, лежит в диапазоне от 2,5 до 25 бар и напрямую зависит от SDR.

ПНД трубы соединяют при помощи компрессионных наружных муфт, так что их внутренний диаметр на всем протяжении трубопроводной магистрали остается неизменным.

На основании каких критериев выбирать диаметр трубы для водоснабжения в частном доме

Комфортная жизнь современного человека невозможна без водопровода. Правильный выбор диаметра трубы для водоснабжения в частном доме поможет избежать неприятностей и поломок, вызванных ненадлежащей работой или недостаточной пропускной способностью систем подачи и отведения воды.

1. Критерии выбора диаметра трубы для водопровода в частном доме
2. Обозначения диаметров труб
3. Как рассчитать сечение труб водоснабжения

Критерии выбора диаметра трубы для водопровода в частном доме

При выборе диаметра учитывают напор в трубе, назначение данного отрезка магистрали, материал изделий

Сечение трубы – критерий расчета пропускной способности трубопроводной системы. Например, водопровод диаметром 32 мм способен пропустить 50 литров в минуту, а сечением 25 мм — лишь 30 литров. Стоит также учитывать тот факт, что смеситель не может обеспечить пропускную способность более 5 л/мин.

Рекомендуется выбирать подходящий размер поперечного сечения трубного проката, используя следующие критерии:

• общая длина водопроводной сети;
• количество точек потребления воды;
• температура перемещаемой жидкости;
• число поворотов и стыков;
• наличие/отсутствие перепадов давления в трубах;
• планируемый объем водопотребления;
• материал изготовления элементов водопровода;
• тип водопровода: централизованный или местный.

Первые два критерия оказывают прямо пропорциональное влияние на величину диаметра. При увеличении общей длины трубопровода и числа точек потребления воды сечение трубопровода также следует принять большим. К основным точкам водопотребления относятся нагревательный бак, унитаз, раковина, мойка, душ или душевая кабина, ванная, стиральная и/или посудомоечная машина и пр.

Третий пункт обращает внимание на то, что полимерные конструкции для подачи/отведения холодной и горячей воды отличаются толщиной стенки. Передача горячей жидкости производится в толстостенных трубах. Металлические конструкции можно использовать одинаковыми по толщине.

При создании системы с частыми стыками и поворотами, а также при неравномерном напоре воды из-за многоэтажности и непрямого движения воды, необходимо использовать трубы увеличенного внутреннего размера. Также следует выбрать элементы большего сечения, если в доме проживает или гостит большое количество людей.

Выбранный материал определяет будущую стоимость всей системы и степень сложности ее сборки. Встречающиеся в технической литературе методы расчета пропускной способности труб обычно подходят только для металлических изделий (обычно, стальных). Их особенность в том, что во время эксплуатации постепенно меняется внутренний диаметр. Это происходит из-за накапливающегося на стенках известкового налета и других отложений в один или несколько слоев. Трубы из полимерных материалов (пластик, полиэтилен, металлопластик, ПВХ) хорошо справляются с такой проблемой. Однако могут расширяться под воздействием горячих температур. Это приводит к падению напора, шумам и сбоям. Элементы из меди служат дольше стальных и полимерных, но имеют гораздо большую стоимость.

При подключении к централизованной водомагистрали нужно сделать подбор сечения труб только для их разводки по дому. Если же речь идет об автономном варианте, дополнительно учитываются затраты на сооружение колодца или бурение скважины. В будущем затраченные средства компенсируются независимостью от внешних факторов и отсутствием постоянной платы за подведение воды и канализацию.

Обозначения диаметров труб

Основные размеры водопроводных труб из стали приведены в ГОСТе 3262-75. Диаметр всех выпускаемых в мире изделий находится в диапазоне 2,5-4000 мм. Вариантов трубного проката встречается около 50. ГОСТом установлены такие параметры труб, как наружный диаметр, масса, толщина стенки. Общепринятым является обозначение диаметра трубы в миллиметрах и резьбы на ней в дюймах. Параметры полимерных элементов круглого сечения (32 типоразмера в диапазоне 10-1600 мм) прописаны в ГОСТ 18599-2001. Изделия дополнительно подразделяют на четыре группы по толщине стенки от 2 до 70 мм.

Внешний диаметр обозначают латинской буквами D или Dн, внутренний – буквами d или Dвн, а толщину стенки – строчной или прописной s. В стандарте внутренний диаметр не указан. Его можно рассчитать, отняв от внешнего размера удвоенную толщину стенок.

Встречается также обозначение Dу (DN, Dn), которое применяется при указании условного диаметра (прохода) проката. В справочной литературе встречается другое название этого понятия – «номинальный диаметр трубы». Это усреднённый размер изделия трубопроводного проката (на просвет), который обычно отличается от указанного на маркировке. Он получается в результате округления измеренного внутреннего диаметра до ближайшего стандартного значения. Например, для трубы с наружным и внутренними сечениями 156/144 мм и 156/148 мм DN = 150 мм.

Маркировка стальных изделий производится в дюймах, а медных, алюминиевых и полимерных – в миллиметрах. Чтобы соотнести эти размеры при комбинированной трубопроводной системе, пользуются специальными таблицами или программами (приложениями).

Соответствие дюймов диаметру условного прохода трубы: ¼ дюйма – 8 мм; ½ дюйма – 15 мм; ¾ дюйма – 20 мм; 1 дюйм – 25 мм; 1¼ дюйма – 32 мм; 1½ дюйма – 40 мм; 2 дюйма – 50 мм; 2,5 дюйма – 65 мм.

Как рассчитать сечение труб водоснабжения

Чтобы определить, какой диаметр трубы лучше использовать для водопровода частного дома, нужно рассчитать приблизительную длину создаваемой сети трубопровода. Если нужно разводить трубы стандартной централизованной водопроводной системы, принимают среднюю скорость водного потока равной 20 м/c. Для этой скорости существуют следующие рекомендации по подбору диаметра прокатного элемента:

• Длина сети меньше 10 метров, нужный диаметр трубы – 20 мм.
• Для труб общей длиной 10-30 метров сечение водопровода принимают равным 25 мм.
• При сети длиной больше 30 метров рекомендуется использовать трубы диаметром 32 мм.

При этом длина одной трубы варьируется от 4 до 15 метров. Элементы трубопровода должны быть качественными и надежными, чтобы обеспечить длительную работу системы водоснабжения без сбоев.

Пропускная способность – параметр, показывающий соотношение предельного объема жидкости, проходящего через сечение трубы за единицу времени. Существует три способа его расчета:

• По техническим формулам. Применяются усредненные показатели. Формулы достаточно сложные и требуют точности подстановки всех данных. Поэтому практически не применяются.
• По таблицам. Достаточно простой и точный вариант решения гидравлической задачи. Содержат зависимости между различными параметрами. В частности, зависимость пропускной способности магистрали от внутреннего диаметра.
• С помощью специального программного обеспечения. По исходным данным программа автоматически выполняет расчет с учетом всего подключаемого оборудования. Подставив предполагаемый внутренний диаметр, сопротивление в элементах, показатель шероховатости, общую длину трубопровода, результат выводится практически мгновенно.

Если водопровод имеет длину от 30 метров, на нем встречается много поворотов, разветвлений и стыковых соединений, подбирается больший диаметр.

Как выбрать диаметр водопроводной трубы для частного дома

Отправим материал на почту

• Что влияет на показатели
• Виды труб
• Стальные
• Металлопластиковые
• Медные
• Полиэтиленовые
• Полипропиленовые
• Поливинилхлоридные
• Как определить диаметр
• Внутри дома
• Вне коттеджа
• Схема разводки
• Заключение

Водопровод в частном доме состоит из множества подключенных приборов и узлов, поэтому строение системы сложнее, чем в квартире. Напор и расход влаги зависят от диаметра труб, которые установили в загородном коттедже. Чтобы избежать аварийных ситуаций и обеспечить бесперебойную работу, надо правильно определить все параметры.

Что влияет на показатели

Выбор характеристик для оборудования в частном доме зависит от загруженности системы. На диаметр труб влияет напор в водопроводе. Чем выше показатель, тем больший размер надо использовать. Тоненькая струйка из крана станет результатом неподходящих параметров при слабом давлении. При превышении пропускной способности происходят прорывы и аварии.

Выбор диаметра труб зависит от типа водоснабжения. В частном доме возможны 2 вида подключений:

• Магистральный. Жидкость к коттеджу поступает из центральной системы. Чтобы влага была у всех потребителей, параметры оборудования не должны превышать 32 мм.
• Автономный. Влага идет в частный дом из скважины. Характеристики выбирают из особенностей эксплуатации здания.

На диаметр водопроводной трубы влияет количество точек забора. Потребление влаги в частном доме больше, чем в городской квартире. Если характеристики оборудования не подходят, то при открытии крана или включении стиральной машины снижается напор в остальных частях коттеджа.

Диаметр трубы зависит от длины водопровода. В протяженной системе ставят крупные элементы. Если на даче параметры не превышают 10 м, то достаточно трубок до 20 мм. В многоэтажном коттедже метраж оборудования достигает 30-50 м, поэтому толщина элементов варьируется в пределах 25-50 мм.

На диаметр трубы влияет и сложность водопровода. Каждый изгиб уменьшает давление в системе. При одновременной работе стиральной машины и душа напор снижается во всей конструкции. Специалисты рекомендуют брать проводящие элементы с запасом, предупреждая возможные проблемы.

Диаметр труб водопровода в доме частном зависит от количества, вида и сечения всех подключенных компонентов. Монтаж насосного оборудования, счетчиков и арматуры сужает путь жидкости. Чем больше объектов в системе, тем сильнее гидропотери. Для нейтрализации проблемы специалисты рекомендуют стараться уменьшить число узлов.

Диаметр и толщина стенок труб зависят от цели использования. Для холодного водоснабжения параметры пластиковых моделей варьируются от 1,9 до 5,8 мм. Для горячего показания бывают от 3,4 до 10,5 мм.

Характеристики в паспорте состоят из внешней (наружной) окружности и внутренней величины.

Производители водопроводных труб часто диаметр указывают в дюймах, параметры которых в традиционной метрической системе равны 25,4 мм. Иногда на упаковке сечение пишут с наклонной линией. Первая цифра отвечает за наружные характеристики, второй – толщина стенок. Внутренний размер определяют вычислением.

Виды труб

Функционирование водопровода в доме частном отличается от работы в многоэтажке. Пропускающие детали должны быть прочными, переносить перепады давления и не разгерметизироваться при предельной температуре. Эксплуатационные характеристики зависят от материала, из которого созданы трубы.

Стальные

Металлический сплав высокой прочности применяют для холодного и горячего водопровода. Из-за низкой и устойчивости к механическим повреждениям стоимости стальные конструкции пользуются популярностью среди владельцев загородных домов. При правильном уходе трубы прослужат до 50 лет.

К минусам материала относят плохую устойчивость к коррозии. Современные модели защищают от разрушения цинковым покрытием, которое стирается со временем. Из-за плохого качества влаги внутренние поверхности водовода зарастают, поэтому снижается способность пропускная. Чтобы минимизировать потери, периодически систему надо прочищать.

Герметичный водовод не получить без профессионального вмешательства. Монтаж стальных труб осуществляют при помощи сварки или резьбовых соединений. У металлического сплава высокая электропроводность, поэтому при ошибках установки вода станет быть током.

Водопроводные трубы из нержавейки за счет хромирования выглядят эффектно. Прочные конструкции подходят для холодного и горячего снабжения. Из-за толстых стенок детали выдерживают давление и разную температуру. Минус модели в высокой стоимости.

Металлопластиковые

Водопроводные трубы состоят из алюминиевой сердцевины, с обеих сторон которой расположили слои пластика. Металлическая фольга обеспечивает прочность, синтетическое покрытие добавляет легкость, устойчивость к зарастанию и коррозии. Монтаж осуществляют при помощи муфт и ключа.

Металлопластиковые трубы выдерживают 10 атмосфер при температуре до 90 С. При нормальном напряжении конструкция не боится кипятка до 110 С. В системе холодного водоснабжения оборудование без проблем функционирует при 25 атм. У элементов плохая прочность в участках соединения, поэтому придется периодически подтягивать детали.

Медные

Устойчивый к деформации материал не боится внутренних перепадов напряжения (до 200 атмосфер). При минимальном уходе сырье прослужит 70 лет, во время эксплуатации не зарастает и устойчиво к коррозии. При соприкосновении к хлору не образовывает опасных химических соединений. В медных трубах погибают бактерии.

Водопровод из металлических деталей собирают посредством сварки. Не всегда в магазинах можно найти монтажную фурнитуру для дорогой меди. Из-за низкой устойчивости к механическим повреждениям (удары, падения) конструкция легко лопается.

Полиэтиленовые

Практичные пластиковые детали низкого давления подходят для холодной воды. Из полиэтилена можно полностью собрать водопровод для частного дома. Материал применяют как для центрального снабжения, так и при транспортировке из колодца. Сырье не боится морозов, поэтому замерзшие трубы не лопнут.

Для горячего водопровода используют сшитые полиэтиленовые модели. Для увеличения герметичности при монтаже дополнительно применяют резинки-уплотнители. Водопровод не зарастает, не разрушается от коррозии и прослужит 20-25 лет. В зависимости от вида, конструкции выдерживают от 4 до 10 атмосфер.

Полипропиленовые

Идеальное решение при создании водопровода в частном доме. Для холодной воды используют неармированные модели, для горячей – армированные. Усиливают конструкцию стекловолокном или алюминием. Полипропиленовые трубы соединяют в систему при помощи сварочного оборудования для пластика.

Модели не боятся коррозии, механических повреждений. В зависимости от вида детали выдерживают давление от 10 до 20 атмосфер. При правильной установке водопровод прослужит 45-50 лет. При замерзании воды детали не лопнут. Элементы из пластика запрещено использовать в пожароопасных помещениях.

Поливинилхлоридные

Трубы из ПВХ подходят для холодного снабжения. Компоненты лучше применять для подводки жидкости к частному дому от источника или центральной системы. Материал устойчив к агрессивным средам, коррозии и зарастанию.

При правильном монтаже поливинилхлоридные трубы не текут. Сырье боится высоких температур. При соблюдении требований эксплуатации прослужат 50 лет. Конструкция выдержит скачки давления до 16 атмосфер и горячую воду до +60 С.

Как определить диаметр

Чтобы выбрать правильные параметры труб в водопроводе, надо рассчитать пропускные способности оборудования. При постоянном напоре и маленьком сечении давление в системе будет высоким. Эксплуатация на пределе возможностей снижает надежность элементов, что приведет к аварии.

Внутри дома

Для водопровода используют трубы, диаметр которых варьируется от 16 до 100 мм. Из-за низкого запаса прочности модели с показателем от 63 мм и выше для загородного дома применяют редко. Конструкции не выдерживают давления проходящей жидкости, что провоцирует появление трещин на поверхности.

Для работы с бытовыми приборами устанавливают трубы, диаметр которых от 16 до 32 мм. Для техники рекомендуют ставить элементы с сечением в 25 мм, для душа, умывальников и ванных – 32 мм. При обустройстве внутренней канализации отдают предпочтение моделям с параметрами в 50 мм. Для сливов из стиральной или посудомоечной машины достаточно 40 мм.

Пропускная способность труб зависит от количества водозаборных точек и расхода жидкости внутри коттеджа. Через кран в мойке проходит до 5 л в минуту. При прохождении 25-30 л достаточно сечения в 25 мм. В строении с 10 смесителями показатель увеличивается до 50 л/мин, поэтому подойдет диаметр в 32 мм.

На параметры труб влияет не только количество заборных точек, но и этажность. Если на первом ярусе расположен один санузел и умывальник, то в разводке используют сечение в 20 мм. При увеличении нагрузки до двух туалетов в здании уместно установить стояк на 25 мм, от которого идут отрезки по 20 мм.

В двух- и трехэтажном загородном коттедже монтируют основную трубу с диаметром в 32 мм. От главного элемента пускают боковую разводку с 20 мм. Если в частном доме количество уровней больше 4, то параметры стояка варьируются в пределах 40-50 мм. Точный параметр зависит от числа заборных точек и приборов.

Вне коттеджа

Жидкость к дому от центрального водопровода или от скважины поступает по трубам, внутренний параметр которых 32 мм. При уменьшении характеристик снижается пропускная способность. Если в коттедже будет много точек забора, то на все устройства давления может не хватить. Модели с увеличенным диаметром при магистральной врезке запрещены.

В частном доме с индивидуальным водоснабжением жидкость из скважины поставляют при помощи электрического насоса. Вода к оборудованию поступает через трубы низкого давления. Выходные детали техники работают с диаметрами 25 и 32 мм. Запрещено использовать компоненты, характеристики которых шире, чем у прибора.

Схема разводки

Выбор параметров труб зависит от типа водопроводной сети. При последовательном (тройниковом) соединении все точки водозабора устанавливают один за другим. Из-за небольшого количества узловых деталей метод позволяет экономить расходы на материалы.

При одновременном включении из-за слабого давления к удаленному компоненту будет поступать мало жидкости. Чтобы нейтрализовать проблему, нужно правильно подобрать диаметр трубы. Рекомендуют брать элементы, параметры которых меньше магистральной системы на шаг. Прием помогает повысить напор в отводных конструкциях.

Коллекторная схема разводки позволяет параллельно подключить к источнику или магистрали несколько водозаборных точек. Для каждого прибора собирают индивидуальную линию с вентилем. Давление остается стабильным при одновременной эксплуатации.

При выборе диаметра труб отталкиваются от длины деталей и особенностей магистрали. Монтаж коллекторной схемы расходует больше материалов. Пропускная способность правильно разработанного водопровода не подчиняется количеству изгибов и подключенных приборов.

Заключение

Параметры водопроводных труб зависят от числа заборных точек, этажности загородного дома и сложности внутренней системы. На диаметр элементов влияет протяженность конструкции и схема разводки. Правильно подобранные характеристики обеспечат бесперебойное поступление жидкости в коттедже.