Водоснабжение и электроснабжение на дачном участке Шевченко Михаил
Если вы только приобрели участок, на котором нет не только газа, но и электричества, первое горячее водоснабжение можно устроить за счет использования солнечного тепла или тепла, выделяемого в процессе гниения травы и мусора. В первом случае вы получите солнечный водонагреватель, во втором – каталитический.
Солнечный водонагреватель
Простейшую конструкцию солнечного водонагревателя может спроектировать практически любой человек. Для этого достаточно установить на крыше домика или летней душевой кабинки емкость с водой – металлическую бочку (или полиэтиленовую емкость), окрашенную в темный цвет. С одной стороны в такую емкость проводится шланг с холодной водой, с другой – шланг, из которого будет поступать уже нагретая солнцем вода. Однако у такого водонагревателя есть один существенный недостаток: в прохладные дни, когда солнце скрыто за тучами и выходит на короткие промежутки времени, вода в бочке нагревается только до температуры воздуха или чуть выше, для нагрева нужен целый день и при этом теплой воды может хватить только на одного члена семьи. Более эффективным типом солнечного водонагревателя является солнечный коллектор, состоящий из нескольких блоков в зависимости от требующегося количества горячей воды и соединенный с накопителем нагретой воды и аванкамерой (рис. 8).
Коллектор в данном водонагревателе представляет собой радиатор из окрашенных в черный цвет труб, который помещается в деревянный короб со стеклянной крышкой. Дно короба закрывается окрашенным изнутри в черный цвет металлическим листом.
Рисунок 8. Система горячего водоснабжения на основе солнечного радиатора
Для того чтобы увеличить поглощающую способность металла, черная краска должна быть матовой, без блеска. Сам радиатор выполняется из труб с полудюймовым сечением, для подвода холодной и отводы горячей воды используются стандартные трубы в 3/4 дм. Все трубы меньшего диаметра соединяются при помощи муфт, тройников, уголков в радиаторную решетку, которая затем закрепляется в коробе стальными хомутами.
Короб для радиатора лучше сделать из трехмиллиметровых досок, так как дерево отличается хорошими теплоизолирующими свойствами. Для повышения теплоизоляции короба на его дно под металлический лист дополнительно прокладывается лист пенополистирола либо другого теплоизолирующего материала. Снаружи короб для понижения потери тепла за счет теплоизлучения покрывается серебряной краской, швы, соединяющие стекло с крышкой короба, после закрепления радиатора тщательно промазывают герметиком.
В качестве накопителя для нагретой воды выбирается емкость от 100 до 300 л в зависимости от ежедневной потребности в теплой воде. Если нет емкости подходящего объема, можно соединить в единую систему несколько бочек меньшего объема. К тому же распределение веса в нескольких бочках поможет решить проблему размещения накопителя на потолке, так как в этом случае давление массы воды на перекрытия можно более эффективно перераспределить по всему чердаку.
Во избежание потери тепла в накопителях они также тщательно теплоизолируются специальными материалами, а также покрываются изнутри и снаружи серебряной краской. Однако для максимально эффективного сохранения тепла лучше изготовить своего рода термос для накопителя в виде дощатого ящика с двойными стенками, между которыми проложен слой теплоизолирующего материала. Это могут быть и пенопласт, и опилки, и высушенная трава. Дополнительную теплоизоляцию осуществляют, окрасив короб снаружи и изнутри серебряной краской.
Энергия солнца сегодня широко используется по всему миру: в Европе, Азии и Америке построены десятки солнечных электростанций. В Европе солнечные коллекторы используются на промышленных предприятиях для горячего водоснабжения, а также для опреснения воды.
Аванкамера, которую выполняют из любого подходящего сосуда емкостью в 30–40 л, играет роль расширителя и служит для создания в системе горячего водопровода постоянного давления.
Для автоматизации подачи холодной воды в систему в аванкамере устанавливается подпитывающее устройство на основе поплавкового клапана, который можно купить в любом сантехническом отделе. По мере расходования нагретой воды уровень жидкости в аванкамере падает, клапан открывается, и новая порция воды поступает в систему.
Устанавливать такой солнечный водонагреватель начинают с размещения на потолке системы накопителя и аванкамеры. При этом уровень воды в ней должен быть всегда на 1 м выше уровня воды в накопителях.
Остальная часть концентрирующего коллектора формируется следующим образом: из напорного бака в коллектор подается холодная вода. На втором конце коллектора монтируется клапанный термостат, который открывает выходную трубу, когда вода достигает определенной температуры. Когда горячая вода полностью сольется в термос, ее место занимает новая порция холодной воды, из-за понижения температуры клапан-термостат снова закрывается, и вода нагревается в коллекторе до заданной температуры.
Позади зеркальной стены ящика (или в любом другом месте, где будет удобно) установлены два бака-термоса, которые со всех сторон закрываются специальным теплоизоляционным материалом, точно так же укрывают и ведущие к ним трубы с горячей водой. Коллектор размещают перед параболическим зеркалом в фокусе отражающихся солнечных лучей (так можно в несколько раз увеличить количество солнечной энергии, попадающей на трубу и преобразующейся в тепловую энергию, греющую воду). Так как солнце не стоит на месте, а постепенно переходит с востока на запад, то весь водонагреватель придется вручную передвигать вслед за солнцем либо делать более плоскую параболу, но и в этом случае раз в день установку придется передвигать. Самым эффективным решением данной проблемы станет установка автоматического устройства, которое всегда будет ориентировать зеркало точно на солнце.
Концентрирующий солнечный коллектор
Принцип концентрирующего солнечного водонагревателя заключается в том, чтобы за минимальный промежуток времени нагревать ограниченное количество воды (в среднем 2–3 л), которая затем поступает в специальный термос, из которого она и будет расходоваться. Обратного соединения термоса с радиатором, в отличие от обычного солнечного водонагревателя, здесь не предусмотрено (рис. 9).
Рисунок 9. Модель концентрирующего солнечного коллектора
В целом радиатор можно делать таким же, как и предыдущий солнечный водонагреватель, но при уменьшении площади нагреваемого элемента будет увеличиваться скорость нагрева воды. По этому здесь каждый хозяин должен подобрать оптимальный вариант общего объема одномоментно нагреваемой воды, учитывая тот факт, что радиатор в 40 л будет нагреваться час, тогда как радиатор в 3 л – 5–6 мин. Поэтому в качестве коллектора можно использовать обычный отрезок плоской трубы с поставленными с двух сторон заглушками, к которой подведены две трубы для ввода холодной воды и вывода нагревшейся.
Для максимальной концентрации солнечной энергии в месте крепления радиатора используется параболическое зеркало, которое также изготавливается из обычных материалов своими руками, для чего потребуются только тонкая фанера и пищевая фольга, которая используется в быту для запекания продуктов. Полученное зеркало монтируется в дощатый корпус. Для того чтобы рассчитать параболу, по которой должно быть изогнуто зеркало, на листе фанеры для дна ящика под прямым углом друг к другу проводятся две прямые. По вертикальной и горизонтальной прямой откладывается равное количество делений, но по горизонтали расстояние между ними должно быть ровно в 2 раза больше, чем по вертикали. Затем первая горизонтальная точка соединяется с последней вертикальной, вторая горизонтальная – со второй точкой от верха, и так далее до последних соединенных между собой точек, после чего все точки соединяются плавной кривой. В результате получается парабола, по которой и будет изгибаться зеркало.
Сами радиаторы всегда размещаются с южной стороны крыши под углом в 40–45° и становятся частью естественного кровельного покрытия или самой дачи, или одной из ее пристроек. Для соединения всех установленных элементов в единую систему используют трубы в 3/4 дм и дюймовые трубы. Трехчетвертные трубы используются для монтажа подводной системы от крана с холодной водой до аванкамеры и для вывода нагревшейся воды. Остальную систему оснащают дюймовыми трубами.
Для снижения возможных потерь тепла трубы, по которым циркулирует нагретая вода, следует тщательно теплоизолировать специальными материалами, после чего поверх полученной теплоизоляции дополнительно нанести слой серебряной краски. Систему заполняют водой, после чего в аванкамере можно вручную отрегулировать требующийся уровень воды. Для этого достаточно отогнуть или, напротив, сильнее согнуть держатель с поплавком. После того как радиаторы заполнились водой, они начинают нагреваться. За счет застекленной поверхности и поглощающего солнечные лучи черного цвета радиатор нагревается даже в пасмурную погоду, но медленнее, чем в ясный солнечный день. Нагретая тепловой энергией вода поступает по трубам вверх, в накопительную систему. По закону физики теплая вода вытесняет холодную, и та, в свою очередь, поступает в радиаторы, где нагревается.
Получается замкнутая система с циркулирующей водой, которая продолжит свое движение до тех пор, пока температура во всем водопроводе не станет одинаковой. После поступления холодной воды она почти целиком попадает в нижнюю часть накопительной системы, а теплая вода продолжает оставаться в верхней части, поэтому смешивания и разбавления воды почти не происходит.
Для того чтобы в ночное время вода в накопителе не остывала, горячий водопровод желательно оснастить закрывающим краном и каждый вечер перекрывать ток воды из накопителя в радиаторы. От накопителя делается обычная разводка горячей воды в доме, при этом и в кухне, и в душевой желательно поставить смесители, так как нагретая солнечной энергией вода по своей температуре в солнечные дни мало чем отличается от нагретой газом или электричеством.
Однако и у этой системы есть недостаток: для прогрева такого количества воды потребует не один час. Если же вода нужна не столько для принятия душа, сколько для бытовых нужд (мытья посуды, рук, пола и т. д.), то лучше использовать другую систему горячего водоснабжения – концентрирующий солнечный коллектор, который позволяет получить нагретую воду буквально за 30 мин. Еще одно достоинство такого водонагревателя заключается в том, что небольшое количество горячей воды будет получено даже при переменной погоде.
Каталитический водонагреватель своими руками
Солнечный водонагреватель, какой бы вариант вы ни выбрали, остается достаточно сложным сооружением, которое под силу сделать далеко не каждому, а горячая вода нужна всем. На первом этапе, когда потребности в горячей воде достаточно скромные, а электроэнергия еще не подведена, может выручить каталитический нагреватель, в котором вода нагревается за счет тепла, выделяющегося при прении скошенной травы. А так как при освоении участка приходится бороться с большим количеством сорняков, они и могут дать необходимое тепло.
Для организации такого водонагревателя собранные сорняки или скошенную обычной газонокосилкой траву складывают в кучу. Если трава влажная, то просто накрывают полиэтиленовой пленкой, если сухая, то дополнительно поливают водой, после чего накрывают пленкой и оставляют примерно на сутки. На следующий день температура внутри кучи достигает 45–50°С, и, просто положив в кучу полиэтиленовые бутылки, через полчаса можно получить горячую воду. Полиэтиленовые бутылки можно заменить канистрой на 10–20 л воды, в которую с одной стороны врезают шланг с холодной водой, а с другой стороны – шланг для горячей. Через 2 недели, когда вся трава перепреет, куча начинает остывать, после чего ее разбирают и делают новую из свежей травы.
Электрический водонагреватель
Если у вас на участке уже проведено электричество, то самым простым и эффективным решением проблемы горячего водоснабжения станет установка водонагревателя. Электрические водонагреватели бывают двух типов – проточные и накопительные. В проточных нагревателях вода нагревается сразу, как в газовой колонке, в накопительных для нагревания воды требуется определенное время. У последних есть одно несомненное преимущество: можно выставить термостат на определенную температуру, и водонагреватель без вашего участия будет постоянно поддерживать воду определенной температуры в своем резервуаре. По мере расходования теплой воды холодная будет доливаться во внутренний резервуар, а термостат включит подогрев. Как только вода нагреется до нужной температуры, тот же термостат выключит нагревательный элемент, и вода будет оставаться горячей уже за счет герметичности внутреннего резервуара. Тип и емкость нагревателя подбираются в зависимости от конкретных нужд семьи. Современная промышленность предлагает и небольшие водонагреватели на 10 л, и солидные титаны на 50 л горячей воды.
Наружное водоснабжение и канализация
В отличие от городской квартиры, где есть централизованная канализация, утилизация и выведение отработанной воды становится еще одной проблемой дачного участка, которая требует по возможности скорейшего разрешения. Здесь есть несколько вариантов – выгребная яма, накопительные емкости, тот или иной вариант очистки сточных вод.
Выгребная яма
Выгребная яма относится к числу простейшего устройства для слива загрязненной воды. Для ее создания достаточно вырыть неглубокую шахту и выложить ее бетонными кольцами или кирпичом. Сточные воды по шлангу или трубе сливаются в колодец, твердые вещества оседают на дне, а вода просачивается через дно и стенки и уходит под землю, по пути очищаясь слоем грунта, благодаря чему яма наполняется довольно медленно. Как только яма заполнится, хозяева дачи вызывают ассенизаторскую машину с высасывающим механизмом и очищают яму, после чего яма готова к новому циклу работы.
Однако у выгребной ямы есть ряд серьезных недостатков. Во-первых, несмотря на то что большая часть сточных вод из ямы уходит через дно, использование воды приходится ограничивать, особенно если грунт сложен водонепроницаемыми породами. Иначе машину для откачки придется вызывать каждую неделю, что приведет к значительному расходу средств.
Во-вторых, около ямы стоит довольно неприятный запах, который особенно чувствуется в жаркую безветренную погоду, а на даче, где большая часть дня проходит на ограниченном пространстве участка, это действует раздражающе.
В-третьих (и это самое существенное), выгребную яму можно сооружать на своем участке только при централизованном артезианском водоснабжении, иначе велик риск пить из своего колодца или скважины воду со значительным привкусом сточных вод.
В-четвертых, в выгребную яму вместе с загрязненной водой будет попадать значительное количество средств бытовой химии, в том числе жидкость для мытья посуды, мыло и шампуни, порошок. А так как это вещества, растворимые в воде, они будут проникать и дальше в почву. В результате земля на участке вскоре загрязнится. Кроме этого, в районе 30 м от выгребной ямы нельзя выращивать плодовые деревья, так как их корни достигают уровня, загрязненного неочищенной водой из ямы.
Наконец, выгребная яма может просто переполниться во время сильных проливных дождей или из-за длительного отсутствия ассенизаторской машины, и тогда все ее содержимое растечется по участку.
Наполняемая емкость
Избежать всех этих неприятностей поможет такое простое и более экологичное сооружение, как наполнительная емкость. Если раньше к этому способу прибегали мало из-за отсутствия емкостей подходящего объема или из-за боязни, что химические реактивы в сточной воде могут разъесть металл бочек и цистерн, то после появления полимерных емкостей на 2000–50 000 л таких проблем больше не существует. Полимеры устойчивы не только к холодам или горячей воде, но и ко всем средствам бытовой химии, при этом легко чистятся. Однако если установить на поверхности бочку в 300–500 л еще можно, то емкость в 50 000 л придется прятать под землю, а для этого – нанимать экскаватор. К тому же снова встает вопрос о вызове ассенизаторской машины для очистки канализации.
На небольших дачах, где расход воды на бытовые нужды незначительный, гораздо проще для слива загрязненной воды использовать небольшие съемные кассеты, которые по мере заполнения заменяются пустыми. Однако это можно делать только в тех районах, где заполненные кассеты забирают.
Система естественной очистки сточных вод
Основное сооружение – септик. Он представляет собой подземный отстойник, включающий один или несколько отсеков. Здесь происходит последовательная механическая очистка за счет процессов отстаивания вод с образованием осадка и всплывающих веществ, а также частично биологическая очистка вследствие распада органических загрязнений.
Система механической очистки позволяет сделать первичную очистку воды, после чего ее можно сливать под землю, не опасаясь загрязнения почвы или скважины, однако только в случае глубокого залегания грунтовых вод. Система механической очистки сточных вод представляет собой многосекционное устройство и чаще всего состоит из 2–4 блоков, проходя через которые вода получает новую степень очистки. На дно очистного сооружения кладется дополнительный очищающий фильтр из песка и гравия, просачиваясь через который вода уходит под землю.
Степень очистки воды зависит от количества секций, а скорость очистки – от степени их загрязнения и пропускной способности фильтра. По мере загрязнения блоков очистных сооружений требуется их чистка специалистами. Производится это, как правило, раз в 2–3 года и заключается в частичной смене грунта на дне сливного сооружения.
Биологическая очистка
Если механическую очистку воды нельзя считать законченной и такая вода считается непригодной для полива или сброса в водоемы, то биологическая очистка благодаря биофильтру завершает процесс очищения воды до требуемого уровня. При такой системе загрязненная вода, попадая в отстойник, проходит, помимо механической очистки, анаэробную стабилизацию, во время которой осуществляется разложение жировых составляющих воды. В результате гидролиза водонерастворимые вещества выпадают либо в виде осадков, либо образуют пленку на поверхности воды и впоследствии выкачиваются ассенизаторской машиной.
Затем прошедшая первичную очистку вода попадает в отдельный модуль с микроорганизмами, так называемый аэротанк, и соединяется с активным илом. Под воздействием нагнетаемого кислорода осадки начинают активно разлагаться, после чего вода проходит через биологический фильтр. Некоторые системы очистки воды вместо биофильтра снабжены специальными модулями для хлорирования воды и облучения ультрафиолетом, в результате чего практически чистая вода (такая система позволяет очистить до 98 % загрязненной воды) может вторично использоваться для полива или сбрасываться в ближайший водоем (рис. 10).
Рисунок 10. Автономная система канализации для дачного участка с биологической очисткой сточных вод
Биологическая система очистки, помимо экологичности, имеет ряд других преимуществ. За счет закрытости системы на даче нет канализационного запаха, воду можно вторично использовать для полива, получаемые в процессе очистки отходы по своему объему несоизмеримы с объемом сточных вод в выгребной яме или в наполняемой емкости, поэтому вызывать машину для откачки очистных сооружений придется гораздо реже. Поэтому в долговременной перспективе затраты на химические реагенты и биологические фильтры с лихвой окупятся экономией на вызове соответствующей техники.
Выбор оптимального варианта канализации
При выборе оптимального варианта канализации для дачного участка следует учесть несколько параметров, от которых в дальнейшем будет зависеть не только комфортность эксплуатации очистной системы, но и ее экономичность.
Важно определить объем сточных вод, который зависит и от количества проживающих на даче, и от их потребности в воде. Так, если в вашем дачном домике будет построена полноценная ванная комната, в которой все ежевечерне будут принимать ванну, то среднесуточная потребность каждого члена семьи составит примерно 250 л. Если у вас всего лишь летний душ с небольшой бочкой, нагреваемой солнцем, то и расход воды на человека снизится до 80–100 л в день.
Выбор системы канализации напрямую зависит от размера вашего участка. На 5 сотках трудно построить и скважину, и сточную яму, чтобы между ними было соответствующее санитарным нормам расстояние, тем более что выгребная яма должна находиться на достаточном удалении не только от скважины, но и от домика, и от посаженных фруктовых деревьев.
На выбор того или иного варианта канализации непосредственное влияние оказывает характер грунта: чем меньше пропускает грунт воду, тем чаще вам придется вызывать машину для очистки выгребной ямы. В этом случае лучше остановиться на очистных сооружениях либо наливной емкости.
Если на вашем участке высоко залегающие грунтовые воды, использовать выгребную яму недопустимо, а механической очистки будет недостаточно, чтобы получить питьевую воду из обычной скважины.
На выбор замкнутой системы канализации с биологической очисткой может оказать влияние наличие водоема, в который можно сбрасывать прошедшую фильтрацию воду.
Наконец, окончательный выбор определяется финансовой стороной вопроса, так как далеко не все обладают достаточной суммой денег для строительства полноценной системы очистки, и в этом случае экономней будет остановиться на варианте с наливной емкостью, особенно при незначительных расходах воды.
Дренажные системы
Как ни полезна вода растениям, в изобилии произрастающим на дачных участках, все хорошо в меру, и чрезмерно большое количество влаги в почве после затяжных дождей или слишком снежной зимы может стать причиной появления множества проблем. Лишняя вода, накапливаясь в верхних слоях почвы, может стать причиной заболачивания участка, вызвать проседание и даже разрушение фундаментов построек, смыть плодородный слой почвы, вызвать гниение корней плодовых деревьев. От сильных дождевых потоков могут также пострадать садовые дорожки, разрушиться цветники и альпийские горки, засориться искусственные водоемы. Одним словом, если недостаток воды необходимо восполнять через систему полива, то лишнюю воду, особенно если у вас на участке нет сооружений, которые собирают и накапливают дождевую влагу, необходимо отводить с него как можно быстрее. По своим типам дренажные системы делятся на 3 большие группы: открытые, их же называют дренажными канавками или каналами; закрытые, для создания которых потребуются трубы – их можно приобрести в готовом виде или же сделать самим; наконец третья группа называется засыпным дренажем, который создают при помощи гравия, щебня, бута или кирпича. Отдельно от дренажных систем выделяют дренажные колодцы, к которым выводят траншеи. Такие колодцы позволяют аккумуливать влагу и отводить ее в более глубокие слои почвы, где она накапливается в водоносных слоях.
Открытый дренаж
Открытый дренаж, который обычно представляет собой прорытые в земле канавы или каналы, – наиболее быстрый и дешевый вариант водоотведения с дачного или приусадебного участка. Для сбора воды прорытые каналы выводят к дренажному колодцу или естественному водоему, например к реке или ручью, протекающему неподалеку от участка. Эта система хорошо подходит для относительно ровных участков местности, так как на сильно рельефных участках с крутыми возвышенностями и низинами вода может скатываться с высоких мест на более низкие, минуя вырытые для ее отведения канавы, в результате чего низинные участки будут постоянно перенасыщены влагой и могут оказаться заболоченными. Для того чтобы предотвратить излишний сбор воды в низине, на участке выкапывают 2 канавы: первую – для сбора основной воды, на возвышенности; вторую, дополнительную – около низины. В этом случае вода, которая устремится по склону вниз, минуя первую канаву, окажется во второй. Верхнюю канаву выводят к нижней, а ту, в свою очередь, или подводят к дренажном колодцу, или выводят в естественный водоем. Этот вариант подходит для глинистых и суглинистых почв, так как на песчаных канавы постоянно осыпаются и их приходится делать более широкими и пологими.
На ровных землях открытую дренажную систему возводят по периметру участка, прокапывая каналы шириной до полуметра и глубиной 60–65 см, выводя их к общему дренажному колодцу. Чтобы скатывающаяся вода не разрушала созданные канавы, их стенки скашивают примерно под углом 30°. По мере осыпания стенок канавы восстанавливают и прочищают.
Закрытые дренажные системы
Открытый дренаж далеко не всегда безопасен: в канаву с водой могут упасть дети, домашние животные, да и внешний вид вырытых широких каналов далеко не всегда эстетичен. Если вы хотите, чтобы водоотводные траншеи были практически незаметными, вам подойдет закрытая дренажная система, в которой вода отводится по проложенным под землей трубам. Для устройства закрытой системы дренажа на первом этапе также требуется вырыть траншеи глубиной около 1 м, при этом для стока воды по трубам необходимо предусмотреть небольшой уклон в сторону водосборного колодца или естественного водостока. Дно выкопанного канала засыпают смесью песка со щебнем, создавая тем самым дренажную подушку для труб, после чего укладывают специальные трубы, покрытые сверху геотекстилем. Дренажные трубы в современном виде представляют собой гофрированные полиэтиленовые трубы с перфорацией, через которую и происходит сбор и отведение с участка лишней воды. После укладки трубы присыпают на 45–50 см мелким щебнем, а оставшуюся половину траншеи заполняют гравием и сверху покрывают дерном. Если поблизости нет естественного водоема или оврага, в который можно отвести собираемую воду, то прокопанные траншеи выводят к тому же выкопанному дренажному колодцу. Для соединения труб, как правило, используют специальные муфты.
Однако в том случае, если нет возможности приобрести готовые трубы, их можно сделать самостоятельно из обычных полипропиленовых труб, которые сегодня используют и для водоснабжения, и для водоотведения в канализационных системах, тем более, что можно сэкономить, используя трубы, оставшиеся после прокладки системы канализации. Вместо перфорации на трубах в домашних условиях можно сделать множественные пропилы длиной примерно 1–2 см, расстояние между которыми можно выбрать произвольное; но чем их больше, тем лучше, быстрее и легче будет уходить лишняя влага из канавы. Пропилы следует наносить в шахматном порядке, чтобы не нарушить жесткость трубы. Образующиеся при пропилах заусенцы срезают под корень острым строительным ножом. Для того чтобы при эксплуатации пропилы и дырочки в трубе не заиливались, отверстия защищают от проникновения в трубу грунта специальным гидроматериалом, который действует по принципу мембраны, пропуская исключительно воду. В домашних условиях такую изоляцию можно заменить любым синтетическим материалом с крупными порами. Такие материалы для мульчирования плотностью 60 г/м2 можно купить в сельскохозяйственном магазине. Из этого материала, разрезанного на полосы, делают обмотку трубы и закрепляют ее проволокой. Используют такую трубу точно так же, как и покупную дренажную.
Гончарный дренаж
Наиболее распространенный вариант закрытого дренажа – гончарный; он также создается при помощи траншей и системы основной и второстепенных труб. Второстепенные трубы собирают избыточную влагу со всего участка и аккумулируют ее в центральной трубе, которая и выводит собранную воду за пределы участка или в дренажную яму. Чаще такая система возводится в форме елочки или рыбного хребта, при которой основная труба прокладывается в центре участка.
При выкопке траншей верхний слой почвы с дерном оставляют, а подпочвенный – из глины или суглинка – выбрасывают. В готовые траншеи также засыпают слой песка с гравием, после чего укладывают трубы. Второстепенные водоотводы должны иметь уклон к центральной трубе, а та, в свою очередь, – к водосборному колодцу. Расстояние между траншеями зависит от характера почвы: в песчаной достаточно одной траншеи на каждые 12 м, на глинистых почвах канавы следует прокладывать не реже чем через 4,5–5 м друг от друга. Второстепенные трубы при помощи муфт присоединяют к основной под углом 60°, дополнительно оборачивая место стыка тканью во избежание заиливания.
Засыпной дренаж
Для создания засыпного дренажа, как правило, используют щебень крупных фракций, гравий и битый кирпич.
Технология создания засыпного дренажа в основных чертах напоминает процесс создания закрытого дренажа, однако вместо труб траншеи примерно до половины заполняют крупным гранитным щебнем или битым кирпичом. После этого верхнюю половину канавы засыпают более мелким камнем, чаще всего гравием. Самый верхний слой делают из почвы и дерна. Однако кирпичный или иной засыпной дренаж нередко быстро заиливается и трудно поддается очистке. Чтобы этого не происходило, для дополнительной изоляции щебня от грунта используют современные синтетические гидроизолирующие и фильтрующие материалы. Для создания дополнительного фильтрующего слоя применяют геотекстиль, а такой материал, как тектон, проложенный по дну и стенкам канавы, не дает воде впитываться в землю и перенасыщать ее влагой. При застилании гидроизолирующий материал выкладывают так, чтобы он полностью покрывал канаву, выходя из траншеи примерно на 30 см с каждой стороны. Уже на этот материал насыпают щебень или кирпич, который сверху закрывают оставшимися свободными краями ткани, после чего сверху насыпают слой крупнозернистого песка. Благодаря применению современных технологий при его изготовлении материал практически не гниет при соприкосновении с влагой, поэтому оснащенные им траншеи могут использоваться весьма продолжительное время.
Прокладка водопровода
Водопроводная система на дачном участке, помимо собственно колодца или скважины с насосом, включает в себя целую сеть внутреннего водопровода, который состоит из разводящего трубопровода (труб и соединительной арматуры), фильтров, приборов учета воды и, наконец, кранов на кухне, в душевой, в саду, через которые поднятая вода расходуется.
Материалы для водопровода
Материал отдельных составляющих водопровода определяет минимальный срок его службы, а также оказывает непосредственное воздействие на качество получаемой воды. Согласно санитарным нормам, если вода используется для питья и приготовления пищи, она должна соответствовать установленным для питьевой воды нормам не только в точке подъема из колодца либо скважины, но и в точке непосредственного забора воды для расходования ее на хозяйственные нужды. Поэтому материалы, из которых изготовлены все элементы водопроводной системы, должны быть безопасны для здоровья, не выделять в воду вредных веществ. Самый распространенный материал для изготовления труб – оцинкованная сталь (тонкий слой цинка, нанесенный поверх углеродной стали, служит защитой от коррозии металла и продлевает срок службы такой трубы до 15–20 лет).
Первый русский водопровод был построен на рубеже XII–XIII вв., во времена правления Ивана Калиты. По деревянному водопроводу, выполненному из дуба, вода подавалась от Москвы-реки в город.
Кроме оцинкованных труб, для водопровода применяются трубы из хромсодержащей нержавеющей стали, на поверхности которых в результате окисления хрома образуется тонкая антикоррозийная защитная пленка.
Оба вида нержавеющих труб устойчивы к перепадам температуры и допускаются для проведения зимнего водопровода.
Однако у нержавеющих труб есть и серьезный недостаток: постепенно внутренний диаметр трубы из-за жесткости воды и откладывающегося на стенках осадка сужается и пропускная способность трубы падает.
В последнее время популярны трубы из меди, однако это слишком дорогой материал для дачного водоснабжения и поэтому применяется очень редко. Гораздо чаще на современных дачных участках можно увидеть трубы из металлопластика – алюминиевого профиля, с двух сторон покрытого полиэтиленом. Это достаточно прочный, гигиеничный и легкий в работе материал: гибкий и легкий алюминий позволяет без лишних приспособлений согнуть трубу под любым углом, что облегчает процесс монтажа водопровода. К тому же для соединения металлопластиковых труб не нужна сварка, так как все соединения производятся фитингами. Если такое соединение кажется вам ненадежным, можно проложить полипропиленовые трубы, которые соединяются при помощи сварки.
Размер труб и фитингов для водопровода
Для прокладки водопровода чаще всего используют два вида труб – трехдюймовые трубы и полудюймовые. Трубы с более широким диаметром пригодны для монтажа основных линий трубопровода, а трубы меньшего диаметра – для подведения труб к приборам, в первую очередь к водонагревателю. Диаметр фитингов и кранов будет таким же, как и диаметр трубы, в которую они будут врезаться, а количество водопроводной фурнитуры просчитывается при составлении проекта водопровода.
Водопровод для полива
Так как дача немыслима без огорода, первая задача, которая решается при прокладке водопровода, – это монтаж поливального трубопровода. В отличие от домашнего, где на выходе требуется качественная питьевая вода, для данного участка водопроводной системы можно использовать как нержавеющие или металлопластиковые трубы, так и более дешевый вариант – шланги из синтетических материалов.
Монтаж водопроводных труб из стали осуществляется при помощи либо сварки, либо металлических фитингов.
Если вам нужен только летний трубопровод, траншею для труб копать не обязательно, гораздо проще поставить металлические опоры и закрепить на них трубы для полива, сделав небольшой наклон в сторону выпускного вентиля для быстрого слива воды по окончании поливального сезона.
Для домашнего водопровода придется копать траншею ниже уровня промерзания воды (о том, как это лучше сделать, рассказано в главе, посвященной утеплению труб). Неоцинкованные металлические трубы после прокладки стоит окрасить масляной краской, что защитит верхнюю поверхность труб от коррозии и, как следствие, на несколько лет продлит срок службы проложенного трубопровода. В оцинкованных трубах прокрашивают только места, где сошло цинковое покрытие (швы, резьба). Хромированные и пластиковые трубы окрашивания не требуют.
Если на прокладку водопровода из труб нет времени или средств, для организации поливного водопровода можно использовать обычные поливальные шланги, которые продаются в любом магазине для садоводов. Этот мягкий вариант летнего водопровода имеет ряд серьезных преимуществ: он очень дешев, быстро собирается, при монтаже не требует специальных навыков или оборудования, проведения утеплительных мероприятий, так как по окончании сезона шланг легко сворачивается и убирается до следующего сезона в подвал домика или погреб, а то и вовсе увозится в городскую квартиру.
Однако у мягкого водопровода есть и ряд недостатков. Прежде всего недолговечность самого материала, из которого он сделан. Шланги можно порезать мотыгой или лопатой при неаккуратном обрабатывании земли, они боятся солнечных лучей, поэтому их лучше прокладывать в тени деревьев либо прикапывать землей. Материал для шлангов плохо переносит морозы, поэтому хранить шланг просто в сарае в зимнее время года не рекомендуется, иначе не избежать микротрещин или прорывов. Кроме этого, далеко не каждый шланг вынесет высокое давление воды, поэтому если у вас большой напор, то следует приобретать армированные шланги, рассчитанные на высокое давление. Для соединения водопровода из шлангов используются специальные пластиковые фитинги – различные трубки, тройники и переходники, сгоны и хомуты.
Счетчики воды
Счетчики воды – вещь совершенно необходимая, если ваш дачный участок присоединен к центральному дачному водопроводу или артезианская скважина сделана коллективно и вы платите потребление энергии в соответствие с израсходованным количеством воды. Понадобится он и в том случае, если вы ведете учет израсходованной воды в своих собственных исследовательских целях. Во всех остальных случаях водяной счетчик не нужен, так как он устанавливается для оплаты за воду, а при автономном водоснабжении дачи платить за ваши собственные трубы и насос просто некому.
При выборе счетчика для воды лучшим вариантом для дачи станет тахометрический водяной счетчик, в котором поток воды, воздействуя на лопасти в корпусе, заставляет их вращаться по типу турбины, в результате чего данные о количестве вращений поступают к специальному счетчику, который учитывает количество израсходованной воды. Этот прибор достаточно несовершенен и может значительно ошибаться при работе в мутной воде, однако вследствие дешевизны и достаточно долгого срока службы между проверками (до 5–6 лет) именно он остается наиболее оптимальным вариантом поквартирного или поучасткового учета потребленной воды.
Автоматический полив участка
Для того чтобы вырастить хороший урожай овощей, зелени и ягод, растения необходимо своевременно поливать. Огурцы, капуста, перец, лук, морковь и зеленные культуры требуют каждодневного полива. Помидоры и картофель в жаркое лето желательно поливать через день, клубника в период налива ягод также нуждается в регулярном орошении. Однако, если дача находится на значительном удалении от дома, то далеко не у каждого дачника есть возможность приезжать на свой участок 2–3 раза в неделю, а поневоле нарушенная агротехника приводит к заметному снижению урожая, особенно в жаркое или засушливое лето. А в тех случаях, когда солнце нещадно палит всю неделю, отсутствие в почве влаги может и вовсе привести к гибели урожая. Автоматический полив, пополняя землю влагой даже без участия хозяина, позволяет избежать этой проблемы. Устроить автополив можно несколькими способами, самый простой из них – капельный полив, более сложные – установки, работающие с триггером или предохранителями, которые позволяют произвести разовый либо обильный периодический полив через определенное количество времени.
Капельный полив
Капельный полив представляет собой систему труб и тонких шлангов-трубочек, каждая из которых подведена к корню растения (рис. 11 а, б).
Рисунок 11. Система капельного полива: а) смонтированная система капельного полива; б) трубочка-капельница
Из трубочки очень медленно, но постоянно капает вода, доставляя корням живительную влагу. Сделать такую систему несложно, достаточно проложить в междурядьях полудюймовые трубы, а от них непосредственно к растениям сделать отводы капельниц, подсоединить всю поливальную систему через кран к емкости, которая и будет поливать участок в ваше отсутствие. Подсоединять поливальную систему непосредственно к скважине или колодцу не рекомендуется, так как слишком холодная грунтовая вода негативно воздействует на большинство культур, и вместо хорошего урожая можно получить многочисленные болезни растений.
Использование капельного полива снижает затраты воды на полив до 50 %. Это позволяет получать хорошие урожаи сельскохозяйственных культур даже в таких жарких районах с недостатком пресной воды, как Средняя Азия и Ближний Восток.
Перед отъездом с участка водный кран открывают настолько, чтобы вода начала поступать к растениям по капле, а не единым потоком. Система достаточно эффективна и в плане расходования воды, так как доставляет влагу только к корню растения, при этом не нарушается структура почвы, а корни растения могут свободно дышать. Кроме того, сухие междурядья помогают быстро справиться с сорняками, поскольку те в отсутствие влаги быстро погибают сами.
Однако такая система при несомненных достоинствах применима далеко не всегда: если зелень, лук, морковь и капуста будут только рады постоянно влажной почве, то помидоры от такого чрезмерного увлажнения могут полопаться или заболеть фитофторозом. Для таких растений, которые требуют редкого и обильного полива, подойдет система разового автоматического полива.
Разовый автоматический полив
Система разового автоматического полива состоит из бочки для воды, из которой к системе полива протянут шланг с немного измененным шаровым краном. Его ручка заменяется шкивом или рычагом-коромыслом. Пластиковый шкив можно купить в магазине или сделать самим из фанеры.
На готовый шкив нужно несколько раз намотать прочный шнур, оставив два свободных конца, на один из которых привязать груз (это может быть канистра с водой, которая будет обеспечивать открытие крана).
На второй конец шнура прикрепляется еще одна канистра для воды такого же объема, как и первая, но с очень маленьким отверстием в дне. В наполненном состоянии она должна быть гораздо тяжелее первой канистры, в результате чего кран находится в закрытом положении. По мере вытекания воды канистра будет постепенно подниматься, в результате чего кран будет постепенно открываться, и, наконец, как только пустая канистра окажется в верхнем положении, кран полностью откроется (рис. 12).
Рисунок 12. Система автоматического полива
Таким образом, эта канистра с водой (можно заменить воду песком) служит своего рода таймером, при этом чем меньше будет отверстие или чем больше объем воды в канистре, тем больше времени пройдет, прежде чем автоматический полив включится. Рассчитывается время экспериментальным путем, для чего можно проделать несколько отверстий разной величины в одноразовых пластиковых стаканах и высчитать время, за которое наполнитель полностью вытекает из стакана, после чего умножить количество времени на количество таких стаканов в выбранной канистре. В результате можно будет выбрать оптимальный вариант отверстия, который позволит вам включить систему полива через нужное количество времени.
Вся система автоматического полива приводится в действие в соответствии со следующим принципом: бочка, от которой отходит шланг с краном, перед отъездом заполняется до самого верха. Заполнена и канистра-таймер, вследствие чего кран закрыт. Через определенное время кран открывается, вода начинает поступать в поливальную систему.
У этой системы есть один недостаток: так как кран будет открываться постепенно, достаточно длительное время вода будет поступать из бочки медленно. Для того чтобы кран срабатывал по принципу тумблера, т. е. сразу переходил из закрытого состояния в полностью открытое, потребуется предохранитель, который будет сдерживать открытие крана, пока канистра-таймер не станет намного легче канистры-груза. Сделать такой предохранитель можно из обычной нити, которая привязывается сверху к балластовой канистре. Пока груз находится в верхнем положении, нить свободно провисает, не испытывая на себе давления, но по мере опускания канистры-груза нить начинает натягиваться, однако, пока давление не станет слишком сильным, продолжает удерживать груз в верхнем положении. Когда канистра-таймер опустеет настолько, что станет значительно легче второй канистры, нить под воздействием силы тяжести наполненной канистры оборвется, и эта канистра резко пойдет вниз, в результате чего кран откроется. Толщина нити и ее материал рассчитываются экспериментальным путем, так как они зависят лишь от веса наполненной канистры и высоты рычага. Такая система действует только 1 раз, поскольку после того, как предохранитель порвется и кран окажется в открытом положении, закрыть его можно будет только вручную. Поэтому при создании системы важно учесть объем бочки, вода из которой поступит в поливальную систему полностью.
Во время приезда на дачу кран снова закрывается, для чего можно предусмотреть снятие грузовой канистры либо вмонтировать еще один кран-предохранитель на самой бочке, который можно закрывать по приезде на участок и открывать для включения поливальной системы.
Достоинства этой системы заключаются в том, что она совершенно не зависит от энергоносителей и достаточно проста в изготовлении, так что справиться с задачей сможет даже городской житель.
Единственный ее недостаток – одноразовость, т. е. она позволяет гарантировать один обильный полив во время отсутствия на участке, но и этого бывает достаточно, чтобы спасти урожай в засушливое лето. К тому же данная система не учитывает особенности погоды, т. е. одинаково сработает как в засушливую погоду, так и сразу после дождя. С этими недостатками справляется модернизированная система автоматического полива с триггером.
Система автоматического полива с триггером
Для автоматизации системы открытия-закрытия крана предохранитель нужно заменить триггером, сделать который поможет знакомый слесарь. Триггер изготавливается из отрезка широкой трубы диаметром около 8 см, внутрь которой запаивается тяжелый свинцовый шар. Это может быть старый подшипник большого диаметра или пластиковый шар, наполненный маленькими автомобильными подшипниками. Шар должен свободно перекатываться внутри трубы. Триггер с шаром закрепляется на шкиве так, чтобы он был отклонен от продольной линии шкива на 15 %. В таком положении кран будет резко открываться, стоит только мячику перекатиться из одного конца трубы в другой.
Шар в начальном положении дополнительно уравновешивает канистру-таймер, благодаря чему кран надежно закрыт.
После того как часть воды из канистры с отверстием вытечет, полная канистра начнет тянуть шнур вниз и шкив развернется так, что триггер займет строго горизонтальное положение (шар расположится в средней части трубки и будет пребывать некоторое время в неустойчивом положении). Через определенный промежуток времени шар перекатится во вторую половину трубы, полностью открыв кран, в результате чего поливальная система наполнится водой и растения получат влагу (рис. 13).
Рисунок 13. Автономная система полива с триггером
Для того чтобы данная система полива стала полностью автономной, в бочку ставится поплавок, который включает насос для наполнения емкости, как только уровень воды в бочке упадет. А чтобы вновь поступающая вода накапливалась в бочке и прогревалась, вместо того, чтобы через открытый кран поступать в поливальную установку, к канистре-таймеру через тройник подводится шланг с тонким наконечником, который восстановит уровень воды в канистре, и кран закроется. Конечно, некоторое время, пока наполняется канистра, холодная вода будет продолжать поступать в поливальную систему, однако, если правильно рассчитать время наливания воды в бочку, то холодная вода либо не дойдет до конца поливальных установок и останется прогреваться в трубе, либо попадет в незначительном количестве. Как только бочка наполнится до заданного уровня, поплавок снова остановит набор воды, после чего начнется новый этап автоматизированного полива: как только вода из канистры вытечет настолько, чтобы открыть кран, растения будут обеспечены очередным поливом, а бочка опять наполнится водой. Если вы хотите сделать систему, реагирующую на естественные осадки, то к канистре-таймеру нужно подвести два шланга: один – для наполнения водой из скважины, второй – для наполнения водой с водослива дачного домика. В этом случае, чем сильнее будет дождь, тем быстрее и больше наполнится канистра-таймер, отсрочив полив на определенное количество времени в зависимости от прошедшего дождя. Если домика на дачном участке нет, то для наполнения канистры можно сделать специальную большую воронку из полиэтилена для сбора дождевой воды.
Конечно, можно предложить и другие системы автоматического полива, но большинство их работает на электронных реле и тем или иным способом зависит от электричества, тогда как представленные здесь первые две системы можно использовать даже на дачах с ручными насосами, достаточно только перед отъездом вручную наполнить емкости для полива водой.
Водопровод в зимний период
В большинстве районов России зимой во время продолжительных морозов неукрытая почва промерзает на 1,5–2 м, а значит, если в водопроводе есть вода, она замерзнет и при расширении приведет к разрыву трубы, поэтому перед наступлением холодов нужно провести ряд мероприятий по защите трубопроводов от мороза.
Если вы пользуетесь водой на дачном участке только в теплое время года, то утеплять на зиму трубы необязательно. После окончания дачного сезона достаточно слить остаток воды из водопроводной системы, чтобы полностью предотвратить аварийную ситуацию.
Слить воду проще всего при использовании погружного насоса в скважине, для обратного стека воды после перекрытия шланга достаточно заранее сделать небольшую дырку в шланге в нескольких сантиметрах от мотора, а второй конец водопровода оборудовать обратным клапаном. В этом случае после выключения насоса вода самопроизвольно начнет стекать и сливаться через сделанное отверстие под давлением заполняющего трубу воздуха. Тот же клапан при включении насоса даст воде вытеснить воздух и заполнить систему.
Воду в стальном водопроводе можно разморозить, нагрев отрезок замерзшей трубы газовой горелкой, накаленной арматурой или другим раскаленным предметом. Пластиковый водопровод отогревают крепким соленым раствором кипятка.
При использовании поверхностного мотора слить воду из шланга можно только вручную, так как на обратном конце шланга, который опущен в водоем, стоит клапан, предотвращающий обратный отток воды. После слива воды насос уже не сможет полноценно функционировать, пока шланг не будет снова заполнен водой вручную или самотеком из какой-либо емкости. С наступлением холодов нужно каждый раз осуществлять обязательный слив воды, поэтому данный способ нельзя считать очень удобным.
Еще один способ избежать замерзания в воде при погружном типе насоса – создать в трубе давление в несколько атмосфер, которое поможет не замерзнуть воде даже у поверхности земли. Для этого водопроводную систему монтируют из достаточно устойчивых труб, способных выдержать давление, а также небольшого ресивера, могущего увеличить давление в трубе до 5 атмосфер. Для нагнетания давления на трубе после насоса устанавливают обратный клапан, который не дает воздуху выйти из трубы, а после ресивера устанавливают перекрывающий воду кран. После закрытия крана насос включают и в водопроводе создается высокое давление. Для того чтобы водопровод начал снова полноценно функционировать, давление стравливают, открыв кран.
Еще один способ предотвратить промерзание труб – постоянная циркуляция воды в системе. Самое простое в данном случае – оставить кран на дачном участке слегка открытым, чтобы вода постоянно текла по трубопроводу. Однако такой способ тоже крайне не экономичен, если вы не живете постоянно на даче, так как придется оставлять работать насос и придумывать, куда девать сливающуюся воду – обратно в колодец или в сливную яму, которая, конечно, быстро переполнится.
В этом случае самый эффективный способ решения проблемы – продолжить обратную трубу от домика к колодцу для постоянного слива чистой воды обратно, а насос подключить к таймеру, который будет через точно рассчитанное количество времени включать насос и выключать. Время, необходимое для остывания воды в трубе до критической отметки, рассчитывается индивидуально в зависимости от удаленности домика от колодца и сечения самой трубы.
Однако все эти способы преимущественно рассчитаны на дачи, где в основном нужна только летняя вода и зимой она практически не используется. В последнее время все чаще 6 дачных соток уступают место полноценному загородному дому, в котором проводятся все выходные дни, и в этом случае вода на даче нужна постоянно. Поэтому не обойтись без утеплительных мероприятий, которые не позволят температуре воды в трубах опуститься ниже 3–5 °С.
Первый из способов защиты водопроводных и канализационных коммуникаций в холодное время года – прокладка труб ниже уровня промерзания грунта. На большей части российских территорий, где нередки морозы в 35–40 °С, это около 2–2,5 м.
Траншеи для прокладки труб можно выкопать вручную, однако на это надо много времени и сил, а можно и экскаватором, но здесь снова встает проблема привлечения дорогостоящей техники.
Сократить глубину траншей до 0,5–1 м можно дополнительной теплоизоляцией труб и прилегающего к ним грунта. Сделать это можно несколькими способами.
Чаще с этой целью используют специальный теплоизолирующий материал, который равномерно распределяют по диаметру трубы. Однако такое укрытие трубы не самое лучшее, так как в зимнее время глубинные, непромерзающие слои грунта имеют постоянную температуру 5 °С. Следовательно, изолируя трубу со всех сторон, вы лишаете ее естественного подогрева за счет теплоотдачи грунта. Поэтому на дно траншеи десятисантиметровым слоем укладывается гравий, на него – труба, которая с боков также на 10 см засыпается гравием либо песчано-гравийной смесью, и сверху траншея накрывается теплоизолирующим материалом (это может быть обычная пленка для теплиц или экструдированный пенополистирол). Поверх теплоизоляционного материала насыпается двухсантиметровый слой песка или гравия, после чего траншея до конца засыпается землей (рис. 14).
Рисунок 14. Утепление труб изоляционным материалом
В этом случае теплоотдача от земли сохраняется и трубы не промерзают даже в неглубоких траншеях. При этом стоит сказать, что, так как земля промерзает сверху вниз, на глубину промерзающего слоя непосредственным образом влияет ширина укрывающей пленки: чем шире она будет, тем на меньше глубина, на которую промерзнет грунт. Так, увеличение изоляционного материала с 50 см до 3 м позволит за счет использования тепла земли полностью защитить от промерзания водопровод, даже если он расположен непосредственно на поверхности земли, однако в этом случае между пленкой и трубой должна быть создана воздушная подушка в 2–3 см.
Еще один вариант обогрева трубы, который в последнее время все чаще используется при строительства загородных коттеджей, – утепление водопровода, опущенного в землю на глубину около полуметра, специальным греющим кабелем. Его можно приобрести в магазине, при этом современные модели данного материала рассчитаны на потребление около 10–20 Вт на каждый погонный метр, что по электрозатратам на подогрев трубы сопоставимо с постоянно включенной лампочкой средней мощности. При этом согревающая система оборудована терморегулятором, который позволяет экономить электроэнергию, отключая обогрев трубы каждый раз, когда ее температура превысит 5 °С, и включая, как только она упадет ниже заданного значения.
Для того чтобы не использовать кабель во время кратковременных заморозков, трубу можно дополнительно утеплить специальным изоляционным материалом (обычно применяют трубы из вспененной резины или современных полимеров большего диаметра, внутри которых прокладывают водопроводные трубы). Для того чтобы кабель не нагревал теплоизоляцию, его дополнительно покрывают алюминиевой фольгой, предварительно прикрепив непосредственно к трубе алюминиевым скотчем.
Если дополнительной теплоизоляции труб не предусмотрено, кабель прикрепляют к самой трубе скотчем через равное расстояние. Вид приобретаемого кабеля зависит от диаметра трубы и материала, из которого она сделана. Кроме обогрева трубы, кабель можно использовать для обогрева водяных счетчиков, а также кранов. В первом случае кабель крестообразно обматывают вокруг трубы с прибором, во втором случае проводят внутрь трубы (рис. 15 а – в).
Рисунок 15. Способы использования обогревающего кабеля: а) дополнительно к изоляционному материалу; б) обогрев трубы со счетчиком либо вентилем; в) обогрев кабелем крана
Еще одну возможность утеплить водопровод в неглубокой траншее дает использование коллекторной трубы диаметром 11 см (такую обычно покупают для канализации). В нее вставляют водопроводную трубу, и один из концов толстой трубы выводят в теплый погреб или глубокий подвал, где температура воздуха даже в сильные морозы остается на уровне 5 °С. Для постоянной циркуляции воздуха вытяжку оборудуют высасывающим дефлектором (рис. 16).
Рисунок 16. Обогрев водопровода теплым воздухом из подвала или погреба
Необходимые инструменты для ручного бурения скважины
Выбор необходимых для водоснабжения дачи инструментов зависит от того, на какой системе водоснабжения вы остановились. Для строительства колодца с облицовкой из бетона вам понадобится бетономешалка, шпатели и другие строительные материалы и инструменты, для строительства сруба из дерева – столярные инструменты, для прокладки труб ниже уровня промерзания почвы главными инструментами станут лопата или мини-экскаватор. Непосредственно для получения воды вам понадобится либо лопата, если вы решили рыть шахтный колодец, либо бурильная установка, если хотите остановиться на скважинном варианте колодца. Артезианскую скважину выкопать вручную не удастся, в этом случае вам все-таки придется вызывать тяжелую бурильную установку и расчищать для нее рабочую площадку. А скважину глубиной 8–10 м можно попробовать пробурить и самому, особенно если почва представляет собой песчаник. Для бурения вам потребуется ручной бур, в комплект которого входят различные буровые головки, подбираемые в зависимости от грунта, штанги, позволяющие нарастить бур до требуемой длины, рукоятка бура.
Выбор головки бура
В зависимости от грунта выбирается буровая головка. Всего существуют четыре различных типа бура, каждый из которых изготавливается из высокопрочной стали, но имеет разную форму и разные свойства. Для бурения скважины в мягких пластичных породах (это могут быть глина с песком или суглинок) используют полуцилиндрическую головку со спиральной или продольной прорезью – «ложку» (рис. 17).
Рисунок 17. Бур-«ложка»
За один раз бур-«ложка» позволяет пройти до 40 см породы, после чего бур вынимают и очищают от породы. Характерной особенностью этого вида буровой головки является смещение корпуса «ложки» относительно оси вращения, что дает возможность в процессе бурения получить диаметр скважины больше диаметра самой корытообразной головки, благодаря чему можно без труда вставить в скважину обсадную трубу большего диаметра, чем «ложка», и периодически вынимать через нее бур вместе с выработанной породой.
Для бурения плотных пород почвы используют змеевиковый бур, по форме напоминающий штопор (рис. 18).
Рисунок 18. Бур-змеевик
Работает он по тому же принципу: вворачивается в породу винтовыми лопастями и позволяет пройти даже очень твердые слои грунта. Пробуренная почва остается на лопастях бура и вынимается вместе с инструментом. Особенность технологии бурения змеевиком предполагает незначительное приподнимание инструмента через каждые два оборота для взрыхления грунта, в противном случае вынуть бур для снятия забоя будет очень трудно, так как из-за сильного давления на инструмент можно поломать и саму головку.
Для бурения каменистых пород применяют буровое долото, которое для повышения прочности металла изготавливают только из закаленной стали. Долото для бурения различаются своей формой – для каждого типа породы подбирается своя головка. Относительно мягкие породы бурятся плоским зубильным долотом, твердые породы – двутавровым долотом. Если порода при бурении растрескивается, для прохождения используют крестообразное долото, перекладина которого препятствует заклиниванию инструмента в трещинах породы.
Пласт с некрупными валунами бурят пирамидальным долотом, которое дробит небольшие камни (рис. 19).
Рисунок 19. Пирамидальное долото
Для бурения осыпающихся песчаных, галечных пород, водоносных слоев предназначена специальная буровая желонка с широким наконечником, снабженным клапаном. Клапан в процессе бурения приподнимается, и порода попадает в полость трубы-насадки. Когда вся полость будет заполнена, клапан закрывает трубу, а желонку достают на поверхность и очищают от породы (рис. 20).
Рисунок 20. Бур-желонка
Данная насадка также помогает очистить скважину от остатков породы, пробитой долотом.
Если на месте бурения встречаются большие валуны, то их извлекают при помощи специальных инструментов, как правило, изготавливаемых на месте из подручных материалов. Это могут быть узкие вилы, сачок, стальные прутья, позволяющие закатить валун в сачок и поднять его на поверхность.
Бурение скважины ручным инструментом
После оборудования шурфа на выровненном месте устанавливают буровую вышку высотой 4–4,5 м. Для ее сооружения используются три деревянных бруса, соединенных между собой в треногу. На вышке устанавливается канатный блок с пропущенной через него лебедкой для извлечения штанги с насадкой наверх и сброса выработанной породы.
Неглубокие скважины можно бурить и без установки треноги, но наличие вышки позволяет решить важную проблему отклонения штанги от вертикали скважины. Если же штангу удерживать вручную, то бурение осуществляют одновременно три человека, два из которых вращают бур, а третий следит за соблюдением вертикали, подвешенный же инструмент сам выдерживает вертикальность бурения.
Первый этап бурения проводят ложковым буром. После того как инструмент пройдет около 40 см, его нужно вынуть и очистить, а в скважину налить воду, чтобы предотвратить осыпание земли и одновременно сделать породу более вязкой, чтобы она удерживалась в «ложке» головки. После этого бурят следующие 40 см и снова прочищают бур. Каждый раз после возвращения бура в скважину третий участник бурения проверяет вертикальность установки инструмента, в противном случае скважину придется бурить сначала.
Обсадные трубы начинают устанавливать, пробурив первые 4 м скважины. Использование обсадной трубы позволяет решить несколько проблем, с которыми обычно сталкиваются непрофессиональные бурильщики. Во-первых, она не дает разбухнуть глиняному слою, в результате чего разбухший пласт может полностью заблокировать скважину и в нее будет невозможно опустить бур.
Во-вторых, обсадная труба позволяет избежать осыпания скважины в песчаном или галечном слое, помогает сохранить ствол скважины при долблении твердых пород. Для обсадки самодельной скважины лучше всего подойдут стальные трубы, так как они отличаются особой прочностью, к тому же звенья длиной в 2–3 м легко соединяются обычной сваркой или скручиваются.
Для того чтобы труба легче проходила вниз, первое звено делают с небольшим режущим расширением в нижней части.
Для обсадки скважины применяются пластиковые, чугунные трубы. В этом случае их соединяют стальными внутренними и внешними накладками шириной до 3 см и длиной до 20 см на болтах. Узкие концы накладок скашивают под острым углом, чтобы труба не цеплялась насадками за землю и в то же время внутренние накладки не мешали буру бурить дальше.
Бурение водяных скважин широко использовалось в Древнем Китае задолго до нашей эры. При помощи бамбуковых шестов и металлических зубил китайцам удавалось делать скважины глубиной в несколько сотен метров.
После прохождения водоносного слоя и по достижении водоупорного слоя процесс бурения можно прекратить. Теперь приступают к подготовке скважины к работе. Вначале с помощью желонки тщательно очищают скважину. Затем оборудуют водоприемную часть полученного трубного колодца в зависимости от характеристики водоносного слоя. Если водоносным слоем оказался песок, то, чтобы он со временем не забил скважину, на нижнюю часть трубы ставят сетчатый фильтр. Для защиты трубного колодца от песка-плавуна используются фильтры из меди, латуни, никеля с нулевыми ячейками.
Для того чтобы увеличить пропускную способность фильтра, его приваривают к натянутой на трубу основе из проволоки. Готовый фильтр устанавливают при помощи штанги на нижний конец обсадной трубы, свободную часть между обсадной трубой и скважиной засыпают крупным песком.
Меры предосторожности
Меры предосторожности при строительстве шахтных колодцев
Глубина колодцев на дачных участках нередко превышает 10–15 м, что примерно соответствует высоте пятиэтажного дома, вот почему так важно соблюдать элементарные правила безопасности при работе на такой глубине. Оступившаяся при спуске нога, сорвавшееся ведро с землей, камень или инструмент, упавший на работающего в шахте человека, могут привести не только к серьезным увечьям, но и к гибели. Поэтому при строительстве шахты колодца будьте всегда предельно внимательны и аккуратны, не пренебрегайте изложенными в этой главе требованиями по технике безопасности.
Требования по подготовке рабочей площадки и подъемных механизмов
Прежде чем приступать к устройству колодца, расчищают участок на 2–3 м вокруг создаваемой шахты, убирают за пределы площадки все тяжелые предметы, которые в процессе работы могут упасть в шурф.
Строительную площадку, особенно если она находится на неогороженном участке, ограничивают частоколом или листами фанеры, железа, шифера – так вы сможете предотвратить падение в шурф детей и домашних животных.
Саму шахту на время работ защищают от атмосферных осадков навесом на подпорках.
Для колодца выбирают относительно тихие участки, где нет близко расположенных трасс или стройки на сваях, так как сотрясение грунта при движении транспорта или забивании свай может привести к обрушению стенок колодца.
Прежде чем использовать веревку или трос для подъема грунта на поверхность, проверяют их надежность и прочность. Для этого подвешивают на веревку или трос груз, по весу равный или превосходящий тот, который предполагается поднимать с глубины. Это может быть бадья с кирпичами, песком, щебнем или грунтом. Для проверки перекидывают подъемную веревку или трос через устойчивую опору, после чего внимательно смотрят, насколько сильно натяжение волокон в тросе, как выдерживает вес веревка. Только после такого визуального осмотра веревки, тросы или цепи можно прикрепить к подъемному устройству и использовать для подъема тяжелых грузов с глубины на поверхность. Пренебрежение этим простым правилом приводит к тому, что поднимающий груз трос может не выдержать, порваться и бадья весом 10–15 кг упадет на работающего в шахте.
Обеспечить дополнительные меры безопасности помогут страховочный трос (или веревка), который вместе с основным закрепляют на подъемном устройстве и бадье. В этом случае даже при разрыве первого троса второй удержит груз и позволит предотвратить его падение.
В подъемном механизме используют только вороты с канатным тормозом и зубчатым остановом, что позволит предотвратить случайное соскальзывание каната вниз. Если вы собираетесь применять для подъема грунта электрические подъемные механизмы, они должны иметь червячные редукторы с самотормозом, для повышения мер безопасности устанавливают дополнительный тормоз на первое кольцо редуктора.
Каждый раз перед началом работы внимательно осматривают все детали, проверяют работоспособность подъемника. Сама бадья для подъема грунта должна иметь крепко приваренные к корпусу ушки и дужку с кольцом в центре. Оптимальный объем бадьи или ведра – 10–12 л.
При спуске любых грузов на глубину обязательно предупреждают работающего в шахте.
Запрещено кидать вниз инструменты. При небольшой глубине их можно передать из рук в руки, при значительной – спустить в той же бадье.
В середине XIX в. большинство артезианских скважин бурилось при помощи паровых бурильных установок. Сила пара позволяла за полтора года проделывать скважину глубиной около 600 м и диаметром более 70 см.
Если работы по выкапыванию колодца ведутся нерегулярно, то шахту проветривают до начала нового этапа работ, так как на глубине могут скапливаться опасные для здоровья газы. Для проверки качества вентиляции шахты медленно и аккуратно опускают в нее ведро с закрепленной в нем зажженной свечой: в присутствии кислорода свеча будет продолжать гореть, если потухнет, обязательно провентилируйте колодец в течение нескольких минут.
Требования к рабочей одежде
Рабочая одежда должна быть свободной, удобной, не сковывающей движений в плечевом поясе, из комфортных для тела тканей, лучше из плотного и прочного хлопка, так как на глубине температура воздуха достаточно низкая в любое время года.
На одежде не должно быть выдающихся частей в виде накладных карманов, хлястиков, поясов, которые при спуске или подъеме в шахту могут зацепиться за камни или другие выступающие части грунта или за элементы поднимающего устройства. Ноги защищают от холода и сырости непромокаемой обувью на толстой подошве, руки – плотными перчатками.
Требования к ведению работ
По мере выкапывания грунта стенки укрепляют обсадными досками или облицовочным материалом. Для работы в песчаном грунте высота неукрепленных стен не должна превышать 1 м, на глинистых почвах стены укрепляют каждые 1,5 м, на суглинках – каждые 1,25 м.
Начиная с 1,5 м глубины, все работы по строительству колодца проводят только в паре со вторым работником.
Во время облицовки стен стремитесь избегать пустот между обсадным материалом и грунтом, так как при эксплуатации колодца сдвигающиеся пласты грунта могут выдавить облицовку внутрь.
Если в грунте шахты обнаружены валуны, которые могут упасть в шахту, их удаляют, осторожно скинув вниз, после чего поднимают в ведре или бадье на поверхность.
Во время работы с подъемными механизмами не допускают перегрузки бадьи или ведра, для чего никогда не насыпают ведро до верха (по нормам расстояние от верха ведра до насыпанного в нем содержимого должно составлять не менее 5 см).
Подъем ведра начинают только после того, как находящийся в шахте работник подаст сигнал, что все готово, в то же время спуск ведра в шахту производится только после сигнала работника, находящегося наверху. Во время подъема или спуска бадьи стремятся не допускать соударения емкости со стенками шахты, особенно если они еще не облицованы, следят, чтобы бадья спускалась точно по вертикали, без раскачивания в стороны. Поднятый грунт сгружают не ближе 50 см от края шахты.
Как только глубина колодца достигнет 8–10 м, все дальнейшие работы на глубине производят при свете прожекторов, установленных наверху.
Особую осторожность и внимательность проявляют при отделке оголовка колодца – не нагибайтесь над шахтой слишком сильно, если у вас нет страховочного пояса. Если у вас нет профессиональной страховки, ее можно сделать самим из крепкого кожаного ремня, который прикрепляется к вбитой около шахты опоре.
Спускаться и подниматься из шахты следует только по лестнице, повернувшись к ней лицом.
Меры безопасности при засыпании шахт
Читать бесплатно другие книги:
