Проектирование системы водоснабжения и водоотведения загородного дома
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ЗАГОРОДНОГО ДОМА
Выполнили:
студенты V курса
Вишневская Е.Е.
Ефремова Я.С.
Ларионова Н.И.
Федосюк В.В.
Проверил:
Басс О.В.
Калининград
Содержание
Введение. 3
Глава 1. Система водоснабжения загородного дома. 4
1.1. Водозабор из колодца. 4
1.2. Водозабор из открытых источников (река, озеро) 9
1.3. Подключение дома к центральному водоснабжению.. 11
1.4. Водозабор из скважины.. 14
Глава 2. Система водоотведения загородного дома. 22
2.1. Выгребная яма. 22
2.2. Накопительные ёмкости. 24
2.3. Система биологической очистки: использование микроорганизмов. 25
2.4. Локальные очистные сооружения. 27
2.5. Ливневая канализация. 28
2.6. Централизованная канализация. 29
Заключение. 30
Список литературы.. 31
Приложение 1. Расчет водопотребления и водоотведения. 32
Приложение 2. Примерная смета расходов на строительство и обслуживание 33
Введение
Техническое задание:
1. На расстоянии 15 м от дома протекает река
2. На расстоянии 30 м от дома – озеро
3. На расстоянии 800 м – центральный водопровод.
Цель работы:
Спроектировать оптимальный вариант системы водоснабжения и водоотведения загородного дома.
Задачи работы:
1. Выбор участка для строительства загородного дома;
2. Создание проекта дома;
3. Составление плана местности, схемы водоснабжения и водоотведения загородного дома;
4. Подбор необходимых материалов и смета расходов на строительство, и обслуживание систем водоснабжения и водоотведения;
5. Расчет водопотребления и водоотведение исходя из потребностей всех членов семьи;
6. Выбор варианта проектирования системы водоснабжения и водоотведения.
Глава 1. Система водоснабжения загородного дома
Водозабор из колодца
Источниками водоснабжения могут быть поверхностные и подземные воды. Воды почвенного слоя и верховодка (так называемые воды зоны аэрации) питаются главным образом атмосферными осадками и задерживаются на непроницаемых для них водоупорных слоях. Эти воды имеют неустойчивый дебит (количество литров воды в час) и подвержены загрязнению, потому в водоснабжении обычно не используются.
Безнапорные грунтовые воды, связанные обычно с поверхностными водами рек, морей и озер, пополняются атмосферными осадками в некотором отдалении от места их забора и могут служить для хозяйственно-питьевых нужд. Эти воды обладают малым дебитом, также подвержены загрязнению и требуют особого внимания к организации зоны санитарной охраны.
Для получения безнапорных грунтовых вод применяют шахтные колодцы, выполняемые из камня, бетона, железобетона, дерева, в которые вода поступает через дно и стенки. Вода в колодцах устанавливается на том же уровне, что и в водоносном слое.
Выбор места водозабора
Выбор места водозабора нецентрализованного водоснабжения имеет приоритетное значение для сохранения постоянства качества питьевой воды, предотвращения ее бактериального или химического загрязнения, предупреждения заболеваемости различными инфекциями, передающимися водным путем. Для выбора места водозабора рекомендуется привлечь соответствующих специалистов, имеющих в своем распоряжении геологические и гидрогеологические данные, а также результаты санитарного обследования близлежащих территорий.
Геологические и гидрогеологические сведения об участке должны включать в себя данные о глубине залегания грунтовых вод, направлении их потока на данной местности, примерную мощность водоносного пласта, взаимодействие этих пластов на соседних участках и с поверхностными водами (река, пруд, ручей, болото и т. п.). В данных санитарного обследования должна быть информация о санитарном состоянии участка и прилегающей к нему территории, о возможных источниках бактериального и химического загрязнения воды.
Место для водозабора выбирается на чистом участке, удаленном не менее чем на 50 метров выше по потоку грунтовых вод от выгребных ям, мест захоронения людей и животных, канализационных сооружений, складов ядохимикатов и т. п. Водозаборы нельзя устраивать в местах, затапливаемых паводковыми водами, в заболоченных местах, а также ближе 30 метров от магистралей с интенсивным движением транспорта.
Колодцы
Колодцы являются наиболее распространенными в сельской местности или на садовых участках. Шахтные колодцы предназначены для получения подземных вод из первого от поверхности безнапорного водоносного пласта, залегающего на глубине до 10 метров, реже до 15–20 метров. Облицовка колодца (из камня, дерева, бетона, железобетона) должна быть плотной, хорошо изолирующей колодец от поверхностных стоков. Надземная часть колодца — оголовок (см. рис. 3) — служит для защиты шахты от загрязнения, а также для наблюдения водоподъема и водозабора, и выполняется не менее чем на 0,7–0,8 м выше поверхности земли.
Оголовок колодца должен иметь крышку или железобетонное перекрытие с люком, закрываемым также крышкой. Сверху оголовок прикрывают навесом или помещают в будку. По периметру оголовка колодца выполняется «замок» глубиной до 2 м и шириной до 1 м, из хорошо промятой и тщательно уплотненной глины или жирного суглинка, а также отмостка из кирпича, камня, асфальта или бетона радиусом не менее 1 м с уклоном 0,1 м от колодца в сторону лотка.
Вокруг колодца в целях безопасности устраивается ограждение, а рядом с колодцем должна быть подставка для ведер. Для подъема воды из колодца через шахту применяются бадьи, черпаки, ведра и т. п.
Для устройства деревянного сруба должна применяться древесина только хорошего качества, очищенная от коры, без червоточин и трещин, не пораженная грибком и заготовленная не менее, чем за полгода до ее применения. Венцы надводной части сруба (бревна или брус) выполняются из сосны или ели, а водоприемная часть сруба — из ольхи, дуба или лиственницы.
Рис.3. Общий вид колодца
Водоприемная часть колодца необходима для притока и накопления грунтовых вод, она заглубляется в водоносный пласт для увеличения дебита. Для обеспечения притока воды в колодец в нижней его части выполняют отверстия. На дне колодца устраивается обратный фильтр для того, чтобы грунт не выпирало грунтовыми водами со дна колодца, и вода была чистой. Обратный фильтр надлежит выполнять из нескольких слоев песка и гравия толщиной по 10–15 см каждый (общая толщина не менее 60 см). В нижнюю часть фильтра укладывается песок мелких фракций, а в верхнюю — крупных. В колодце следует предусмотреть вентиляционную трубу. Ее выводят на 2 и более метра над поверхностью земли, а верхнее отверстие защищают колпаком с сеткой (см. рис. 4).
Для ремонта и очистки колодца в его стенки закрепляют металлические скобы (лучше из чугуна), располагая их в шахматном порядке на расстоянии 30 см друг от друга. Для подъема воды из шахтных колодцев применяют ручные или электрические насосы, а при их отсутствии устраивают деревянный барабан (ворот) с одной или двумя ручками, ворот с колесом для одной или двух емкостей, "журавль" с бадьей или другой посудиной, по объему равной ведру для удобства перелива из нее воды в ведра.
Рис.4. Разрез колодца Рис.5.Шахтный колодец, разрез
Очистка колодца
Всякий источник водоснабжения подвержен загрязнению. Грунтовые воды неглубокого залегания загрязняются через почву, неисправности в сетях канализации и по ряду других причин. Для охраны колодца от загрязнения территория вокруг него должна быть благоустроена и озеленена, а сам колодец периодически следует очищать от донных отложений ила и удалять водную растительность.
Если все же в колодец попали сточные воды, фекалии и др., то его необходимо дезинфицировать. Выполняется дезинфекция и в целях профилактики желудочно-кишечных заболеваний по окончании строительства колодца либо после его очистки и ремонта. Для дезинфекции используется хлорная известь. Выполняться эта работа должна специалистами санэпиднадзора.
Очистка колодца проводится через 2 часа после предварительной дезинфекции, затем из него удаляют воду, очищают от посторонних предметов, снимают грязь и иловый налет со стенок шахты. После очистки содержимое вывозят на свалку, либо закапывают в яму глубиной не менее 0,5 м, устроенную на расстоянии не менее 20 м от колодца. Грязь и ил предварительно заливают 10-процентным раствором хлорной извести.
Шахтные колодцы, как правило, обеспечивают большой дебит, т. к. водосбор колодца пересекает грунтовый поток в направлении, перпендикулярном его течению. Чтобы измерить объем воды в колодце, нужно в течение 10 минут откачивать из него воду, после чего засечь время, за которое уровень воды в колодце восстановится.
Расчет можно провести по формуле:
Д=(Вх60):Т
где Д — дебит колодца (литр в час),
В — объем воды до откачки (литры),
Т — время, в течение которого восстановился уровень воды, плюс время, в течение которого откачивали воду,
60 - числовой коэффициент.
Вывод:
Преимущества: вода относительно чистая и, в некоторых случаях, пригодна для питья; возможно использование системы в зимнее время. Этот вид водоснабжения подойдет, например, для водоснабжения загородного дома.
Недостатки: вода холодная (для полива не годится); уровень воды в колодце может сильно меняться (в засуху колодец может пересохнуть, а по весне в него проникают талые воды, делая воду не пригодной для питья).
Водозабор из скважины
Скважина «на песок» - это средний вариант между колодцем и артезианской скважиной. При устройстве водоснабжения частного дома из скважины такого типа затрагиваются исключительно верхние слои почвы – так называемые - «песчаный горизонт».
К преимуществам скважин «на песок» можно отнести:
Ø не высокая стоимость устройства таких скважин (относительно артезианских скважин)
Ø короткие сроки устройства песчаных скважин
Ø для устройства таких скважин не требуется лицензирование и регистрация (в отличие от артезианских скважин)
Ø вода по качеству лучше, чем в колодце (вода в скважине защищена от попадания поверхностных вод глиняным пластом)
Недостатки:
Ø межсезонное колебание уровня воды в скважине
Ø не большой запас воды (500 л в среднем) в скважине по сравнению с артезианской (запас воды не ограничен), и колодцем (в среднем 1200л)
Ø срок службы таких скважин от 3 до 7 лет (артезианская скважина и колодец – свыше 50 лет)
Если требуется запас воды только на полив растений в саду, на приготовление пищи, и вы не намерены в дальнейшем делать в доме душ, ванну или делать бассейн, то вам вполне подойдет скважина «на песок». Запас воды в такой скважине составит в среднем 300-500л.
Если же в доме есть ванна (душ), посудомоечная машина и в доме проживает более трех человек, то в этом случае в пик потребления воды может составлять до 2 куб/м в час - в таких случаях лучше всего сделать артезианскую скважину.
Скважина «на песок» стоит дешевле из-за наименьшей глубины бурения по отношению к артезианской скважине и не требует установки специального оборудования для подъема воды, достаточно установить в скважину насос который обеспечит подъем воды с глубины до 20 метров.
К основным параметрам водозаборных скважин относятся статический, динамический уровни, понижение, дебит, удельный дебит, глубина. При этом понижение и удельный дебит являются расчетными параметрами, а остальные измеряются при обследовании.
Статическим уровнем воды(Hст) - называется отметка поверхности воды в скважине при отсутствии из нее водоотбора. В ряде случаев величина статического уровня может быть подвержена сезонным, а иногда суточным колебанием, например, при гидравлической связи с поверхностными водами. При длительной эксплуатации водозаборов, как правило, происходит снижение статического уровня из-за снижения пьезометрического напора.
Динамическим уровнем воды (НД) – называется отметка поверхности воды в скважине при водоотборе из нее. Уровень воды в скважине снижается с увеличением величины водоотбора воды из скважины.
Понижением (S) - называется разность между статическим (Hст) и динамическим (НД) уровнем воды в скважине при определенных значениях величины водоотбора из нее
S = Hст - НД (1.1)
Дебитом скважины (Q, м3/ч) – называется количество воды забираемой из скважины при установившемся динамическом уровне в единицу времени.
Удельным дебитом (q, м3/ч м) – называется отношение дебита скважины к понижению, полученному при данной величине водоотбора.
q = Q / S (1.2)
Удельный дебит характеризует водоотдачу вскрытого водоносного горизонта, и гидравлические характеристики скважины.
Теоретически считается, что для напорных водоносных горизонтов величина удельного дебита постоянна. Практически, с увеличением водоотбора и понижением уровня в скважине возрастают сопротивления движению воды в водоносном горизонте, на входе в фильтр и далее в обсадных и водоподъемных трубах, и соответственно при увеличении водоотбора значение удельного дебита имеет тенденцию к понижению.
Выгребная яма
Выгребная яма — это наиболее простое технологическое решение, которое позволяет с минимальными затратами организовать отвод загрязнённой воды. По сути, выгребная яма представляет собой специально укреплённый колодец, выполняемый из различных стойких материалов (например, железобетонных колец). Принцип устройства достаточно прост: загрязнённая вода попадает по трубам из дома в яму, где остаются сами загрязняющие примеси. Вода же, проходя через слой грунта, равномерно распределяется под землё. Таким образом, заполнение выгребной ямы может длиться достаточно долго. При достаточном уровне заполнения вызывается специальная ассенизаторская машина, которая проводит опустошение ёмкости и тем самым готовит яму к новому циклу работы. Объём обычно рассчитывается из показателя 0,5-1,5 кубометра на человека. Выгребная яма требует очень экономного расхода воды.
Следует отметить несколько важных недостатков этой технологии:
- Неприятный запах от ямы;
- Биохимическое загрязнение участка;
- Высокая аварийность;
- Практическая невозможность использования технологии на одном участке с колодцем или скважиной для питьевой воды;
- Низкая производительность системы, которая может оказаться под угрозой при пиковой нагрузке (особенно это проявляется на участках с плотным грунтом);
- Требуется предусмотреть подъезд для спецтехники;
- Медленная скорость реакции загородных служб, отвечающих за опустошение выгребной ямы.
Таким образом, выгребную яму стоит рассматривать только как возможный, но нежелательный вариант канализации для дачи, но никак не в качестве временной или постоянной конструкции для загородного дома.
Накопительные ёмкости
Накопительные ёмкости — это один из вариантов организации простейшей канализации в загородном секторе. Обычно используются на дачах, реже — в бытовых комплексах или коттеджах. Часто накопительные ёмкости устанавливаются во временных посёлках, например, строительных.
Технологически подобная система представляет герметичную ёмкость, в которую поступают сточные воды из дома. Отметим, что в отличие от выгребной ямы, вода из ёмкости не имеет возможности уходить через грунт, что определяет её свойства:
- Очень быстрое наполнение: необходимость экономии воды и необходимость вызова машины коммунальных службы примерно раз в месяц или два;
- Отсутствие биохимического загрязнения участка, повышенная экологическая безопасность;
- Большой выбор объёма: от 2 тысяч до 50 тысяч литров;
- Возможность скрытого размещения (подземный вариант);
Современные накопительные ёмкости выполняются из материалов на основе полимолекул (например, стеклопластика), что обеспечивает им ряд повышенных эксплуатационных свойств по сравнению с традиционными металлическими:
- Малая масса накопительных ёмкостей позволяет выполнять опорожнение не опустошением ёмкости, а её демонтажем и заменой на пустую: лёгкость транспортировки даёт возможность существенно удешевить этот процесс;
- Внутренняя поверхность ёмкости отличается пониженными гидравлическими потерями, так как на ней не происходит отложение солей или другие нарастания, характерные для металла или бетона;
- Полиматериалы не гниют и не подвержены действию электрических разрядов;
- Отличаются высокой стойкостью к статическим и динамическим нагрузкам;
- Практически полная защита от резких перепадов температур, выдерживание любых морозов;
- Устойчивость к воздействию химических агентов, в том числе регулярно поступающих через канализацию;
- Срок службы более 50 лет, что намного превышает стандартные сроки служб других ёмкостей.
По сути, накопительную ёмкость следует рассматривать как чистую и защищённую выгребную яму с коротким циклом работы между очистками.
Ливневая канализация
Отвод дождевых и талых вод от фундаментов зданий.Ливневая канализация - осуществляет сбор поверхностных вод с кровель зданий (при помощи водоприемных воронок). Любые осадки, которые собираются с крыш домов посредством водосливных труб, оказывают негативное влияние на состояние почвы рядом с домом. Но если вред для растений пережить можно, то подмокание фундамента дома абсолютно недопустимо.
Функции ливневой канализации:
1. отводит дождевую воду с крыши за пределы участка
2. отводит талую воду за пределы участка
Устройство ливневой канализации
Дождевые потоки по плоским уклонам поверхности собираются в линию каналов.
Очистку собранной воды перед выпуском ее в канализацию выполняют пескоуловители.
Элементом точечного водосбора являются дождеприемники (воронки), которые служат для сбора воды из водосточных труб. Они оснащены фильтрами для очистки стоков от мусора и встроенными сифонами.
Монтаж ливневой канализации.
Обычно дренаж и ливневую канализацию прокладывают параллельно и под одним углом. Однако, если дренаж проложен глубоко, то канализацию дождевой воды можно проложить выше, над дренажной системой .
Дренажные и дождевые воды поступают по своим трубам в коллекторный колодец, снабженный обратным клапаном, предотвращающим проникновение воды из колодца в дренажную систему. Из коллекторного колодца воду выводят в коммунальную канализацию дождевой воды или открытую дрену. Обычное обслуживание трубопроводов включает в себя удаление мусора из дождеприемных воронок и очистку ила из колодцев. После очистки ила необходимо проверить положение обратного клапана в коллекторном колодце .
Заключение
В данной работе были рассмотрены три варианта водоснабжения загородного дома. В проекте из них был выбран наиболее оптимальный вариант для данной территории: водоснабжение дома с использованием подземных вод. Для очистки сточных вод используется локальное очистное сооружение. Так же, предусмотрена ливневая система для избежания избыточного увлажнения территории и для сохранения фундамента дома, были соблюдены все нормы и стандарты, предусмотренные для систем водоснабжения и водоотведения загородных домов, рассчитана смета затрат на оборудование, строительные материалы, их монтаж и земляные работы.
Список литературы
1. СНиП 2.04.03-85* «Канализация. Наружные сети»
2. СНиП 3.05.04-85 «Наружные сети и сооружение водоснабжения и канализации»
3. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»
4. ГОСТ 26966-86 (СТ СЭВ 4467-84) Сооружения водозаборные, водосборные и затворы. Термины и определения.
5. ГОСТ 2761-84: Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора
Интернет-ресурсы
1. http://menutepla.ru/category/skvazhnye-nasosy/
2. http://www.rusnasos.ru/grundfos/n011.php
3. http://www.biostok.ru/price-service.html
4. http://www.spb-optima.ru/vodosnabj-doma.html
5. http://www.sermet.ru/metall/plastictryb/341/2564/
6. http://konturterm.ru/news_353
7. http://757605.ru/groundwaterhydro.html
8. http://www.builderclub.com
Приложение 1. Расчет водопотребления и водоотведения
Семья: 3 человека
Водопотребление в сельской местности – 150 литров в сутки на человека.
150х3=450 литров в сутки на 3 членов семьи.
13 500 литров на членов семьи в месяц.
164 250 литров на 3 членов семьи в год.
Водопотребление = водоотведение.
Следовательно, обслуживание очистных сооружений будет осуществляться 1 раз в месяц.
Приложение 2. Примерная смета расходов на строительство и обслуживание
Скважина
| № | Наименование | Цена | Количество | Сумма |
| Бурение скважины | 1500 рублей прогонный метр | 15 метров | Рублей | |
| Паккер | Входит в стоимость бурения скважины вместе с обсадными трубами | 1 штука | Входит в стоимость бурения скважины вместе с обсадными трубами | |
| Фильтр | 1 штука | |||
| Труба Ø 125мм (нПВХ) (пластиковой обсадной колонны) | 1 штука | |||
| Реле давления, FF 4-4 | 3420 рублей | 1 штука | 3420 рублей | |
| Нержавеющий трос, 5 мм | 100 рублей | 15 метров | 1500 рублей | |
| Водонепроницаемый кабель, 4Х6 | 315 рублей | 15 метров | 4725 рублей | |
| Кессон цилиндрический 2Х1 | 1 штука | 28500 рублей | ||
| Блок управления насосом | 6500 рублей | 1 штука | 6500 рублей | |
| Манометр | 185 рублей | 1 штука | 185 рублей | |
| Зажимы для троса | 90 рублей | 1 штука | 90 рублей | |
| Насосная станция с мембранным баком на 100 литров | рублей | 1 штука | 15660 рублей | |
| Пластиковые трубы (Ø 40 мм) | 126 рублей за метр | 10 метров | 1260 рублей |
Итого: 70 246 р.
Очистные сооружения
| № | Наименование | Цена | Количество | Сумма |
| Биосептик «Ялма – 5П» | 73300 рублей | 1 штука | 73300 рублей | |
| Монтаж биосептика (включая земляные работы) | 33000 рублей | - | 33000 рублей | |
| Доставка и погрузочно-разгрузочные работы | 4000 рублей | - | 4000 рублей |
Итого : 110300
Обслуживание
| № | Наименование | Цена | Количество | Сумма |
| Вывоз отходов | 2500 рублей | 1 раз в месяц | 2500 рублей |
Ливневка
| № | Наименование | Цена | Количество | Сумма |
| Ливневая канализация и ее монтаж | 140 рублей за метр трубы и 250 рублей за метр монтажа | 55 метров | рублей | |
| Емкость пластиковая (бак на 750 л, размер 1500х765х975) | рублей | 1 штука | рублей |
Итого: 30 084 руб.
| Подключение к водопроводу | ||||||||
| Тариф на подключение | ||||||||
| Ежемесячная плата | 8,1 | 34,8 | 281,88 | |||||
| Земельные работы | ||||||||
| Труба водонапорная, 32 ПЭ80 Wavin, 100 | ||||||||
| Отвод, 32х90 | ||||||||
| Вентиль, 32 | ||||||||
| Итого: | 475 766,88 | |||||||
| Подключение к канализации | ||||||||
| Тариф на подключение | ||||||||
| Ежемесячная плата | 10,1 | 34,8 | 351,48 | |||||
| Труба канализационная, ПВХ, 100 | 115 700 | |||||||
| Отвод 32х90 | ||||||||
| Земельные работы | ||||||||
| Сооружение колодцев | ||||||||
| Итого: | 367451,48 | |||||||
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ЗАГОРОДНОГО ДОМА
Выполнили:
студенты V курса
Вишневская Е.Е.
Ефремова Я.С.
Ларионова Н.И.
Федосюк В.В.
Проверил:
Басс О.В.
Калининград
Содержание
Введение. 3
Глава 1. Система водоснабжения загородного дома. 4
1.1. Водозабор из колодца. 4
1.2. Водозабор из открытых источников (река, озеро) 9
1.3. Подключение дома к центральному водоснабжению.. 11
1.4. Водозабор из скважины.. 14
Глава 2. Система водоотведения загородного дома. 22
2.1. Выгребная яма. 22
2.2. Накопительные ёмкости. 24
2.3. Система биологической очистки: использование микроорганизмов. 25
2.4. Локальные очистные сооружения. 27
2.5. Ливневая канализация. 28
2.6. Централизованная канализация. 29
Заключение. 30
Список литературы.. 31
Приложение 1. Расчет водопотребления и водоотведения. 32
Приложение 2. Примерная смета расходов на строительство и обслуживание 33
Введение
Техническое задание:
1. На расстоянии 15 м от дома протекает река
2. На расстоянии 30 м от дома – озеро
3. На расстоянии 800 м – центральный водопровод.
Цель работы:
Спроектировать оптимальный вариант системы водоснабжения и водоотведения загородного дома.
Задачи работы:
1. Выбор участка для строительства загородного дома;
2. Создание проекта дома;
3. Составление плана местности, схемы водоснабжения и водоотведения загородного дома;
4. Подбор необходимых материалов и смета расходов на строительство, и обслуживание систем водоснабжения и водоотведения;
5. Расчет водопотребления и водоотведение исходя из потребностей всех членов семьи;
6. Выбор варианта проектирования системы водоснабжения и водоотведения.