♦ сбор и удаление воздуха, выделяющегося при нагревании воды.
   Расширительный бак подает горячую воду к водопроводным кранам. Каждое включение крана понижает уровень воды в баке. Поддержка уровня может производиться вручную или автоматически (из водопровода).
   Бак должен быть достаточно вместительным. При его недостаточном объеме вода не успеет подогреться полностью и поэтому вам придется уменьшать ее расход собственноручно (через питательный вентиль). Однако вместе с тем бак слишком больших размеров будет довольно сложно установить самостоятельно.
   К недостаткам расширительных баков можно отнести потерю ими тепла при установке вне помещения, а также то, что в открытых баках вода «забирает» воздух и это приводит к коррозии труб и устройств.
   Открытые расширительные баки рекомендуется устанавливать в верхней части дома (на чердаке). При этом обязательным является применение теплоизоляционных материалов – чтобы вода не замерзла зимой на холодном чердаке.
   Чтобы исключить полное опустошение бака при максимальном расходе воды, необходимо присоединять разборную линию горячего водоснабжения к расширительному баку на высоте 100–160 мм от уровня его дна.
   Совет
   Используйте баки с эмалированной внутренней поверхностью – это залог долговечности нагревателя.
   Разновидностью расширительных баков являются мембранные. Их емкость наполняют газом (например, азотом) или воздухом под давлением, за счет чего мембрана бака прогибается до определенного уровня. Повышение температуры увеличивает объем воды, что усиливает прогиб мембраны. А это, в свою очередь, повышает давление газа под мембраной и воды над ней.
   Для защиты такого бака от повреждения установите на него предохранительный клапан.
   Достоинства мембранных расширительных баков:
   ♦ снижение интенсивности коррозии;
   ♦ снижение потерь тепла (за счет уменьшения испарений);
   ♦ отсутствие необходимости установки в верхней части здания;
   ♦ экономичность монтажа.
   Широкое применение для отопления и горячего водоснабжения нашли газовые водонагреватели типа АГВ, работающие на природном газе.
   В их конструкцию входит емкость, предназначенная для аккумуляции нагретой воды. Таким образом, при использовании данных приборов не нужны дополнительные аккумуляторы.
   Безнапорная нагревательная система используется при наличии в доме только одной точки водоразбора. Это система открытого типа. Горячая вода подается в водоразборные краны и смесители под небольшим давлением, которое полностью «гасится» в кране в местах подводки водопровода к теплогенератору. В такой системе расширительный бак также выполняет функцию аккумулятора. Если водоразбор горячей воды отсутствует, то вода поступает прямо из бака в трубопровод и к отопительным приборам.
   В систему включена воздушная линия, препятствующая разрежению в трубе, которое может возникать из-за расположения водоразборных точек ниже расширительного сосуда.
   Для уравнивания давления горячей и холодной воды рекомендуется установка уравнительного бака.
   К безнапорным водоподогревателям относятся, в частности, электрические подогреватели воды и водогрейные колонки, работающие на твердом топливе.
   Водогрейные колонки устанавливаются в ванных комнатах либо в кухнях – в специально отгороженном месте. Они используются в частных домах при наличии печного отопления и при отсутствии газовой подводки.
   Основная деталь водогрейной колонки – цилиндрический корпус, состоящий из листовой стали толщиной, как правило, до 3 мм. Внутри корпуса находятся топка и газовый теплообменник (рис. 1.8). Место заполнения колонки водой – между кожухом и трубой. Подача холодной воды осуществляется через смеситель, забор горячей – через вентиль горячей воды. Переключение смесителя обеспечивает подачу воды в душевую.
   При печном отоплении водогрейную стальную колонку монтируют в кухонный очаг.
   Бесспорными преимуществами обладают системы отопления с использованием электроэнергии.
 
   Рис. 1.8. Схема водогрейной колонки:
   а – с чугунной топкой; б – со встроенной стальной топкой; 1 – водяной бак; 2 – топка; 3 – смеситель; 4 – кольцо топки; 5 – сливной штуцер; 6 – заполнитель из смеси глины с асбестом; 7 – подставка
 
   Достоинства электронагревателей:
   ♦ удобство эксплуатации;
   ♦ экономичность;
   ♦ компактность;
   ♦ высокие санитарно-гигиенические показатели.
   Устройство электронагревателей воды представлено на рис. 1.9.
   Электронагреватели классифицируют на проточные (скоростные) и накопительные (емкостные).
   Соединительная вставка проточных электронагревателей подает к ним воду прямо из водопровода. Оптимальный способ их установки – стыковка шланга душевого смесителя с входным отверстием водонагревателя.
 
   Рис. 1.9. Схема электронагревателя воды:
   1 – трубчатый нагреватель; 2 – емкость; 3 – регулятор; 4 – кожух; 5 – холодная вода; 6 – горячая вода
 
   К их достоинствам можно отнести: ♦ высокотехнологичность изготовления;
   ♦ высокую производительность (до 6 л горячей воды в минуту);
   ♦ надежность и удобство эксплуатации;
   ♦ компактность.
   Накопительные электронагреватели состоят из емкости (бака), нагревающей воду до +70 °C. Время подогрева зависит от объема бака. Когда вода станет нужной температуры, ТЭНы (нагревательные элементы внутри накопителя) автоматически отключаются. Предусмотрено также восстановление объема воды путем автозабора из водопроводных систем.
   Совет
   Прежде чем приобрести накопительный водонагреватель, следует произвести расчет потребления горячей воды на всех членов семьи. Это поможет в выборе наиболее подходящей для вас модели. Объем накопительного нагревателя, подключенного к душу, должен быть не менее 50 л.
   Считается, что накопительные нагреватели потребляют меньше энергии. Это связано с меньшей потребляемой мощностью в отличие от проточных. Однако накопительные требуют больше времени для нагрева воды, тогда как проточные нагревают воду моментально за счет большей мощности. Экономичность работы проточных нагревателей возможна лишь в случае расхода электроэнергии только во время эксплуатации воды, тогда как накопительные требуют постоянной «подпитки» электричеством.
   Нагреватели, относящиеся к напорной нагревательной системе, имеют объем до 1000 л и обслуживают несколько водоподающих устройств (многоточечный водоразбор). Напорная система находится под постоянным давлением.
   Такие подогреватели оснащены закрытым воздухосборником, вверху которого располагается водоподающая линия. Удаление воздуха происходит через водоразборные краны. Постоянный контроль водяного давления при многоточечном водоразборе – гарантия одновременной и бесперебойной работы водоподающих устройств.
   Примечание
   Для небольшой семьи идеально подходят настенные напорные водонагреватели (объемом до 200 л).
   Во многих странах мира (особенно в южных, где повышенная солнечная активность) в качестве альтернативного источника энергии постепенно завоевывают популярность солнечные батареи (рис. 1.10). В нашей стране также налажено их производство (в частности, в Краснодарском крае).
 
   Рис. 1.10. Реальность XXI в.: солнечные батареи могут и воду нагреть, и снабдить аккумулятор электричеством (фото автора, 2009 г.)
 
   Основное место установки солнечных батарей – крыша дома, угол расположения – от 30 до 50°. Это способствует максимальному поглощению батареей солнечных лучей.
   Днем при активном солнце солнечная батарея работает в максимальную силу, энергия идет по прямому назначению: нагревает аккумулятор (бак с водой) и дает заряд аккумуляторной батарее. Ночью или в пасмурную погоду тепло от аккумулятора поступает в систему отопления и горячего водоснабжения, и аккумуляторная батарея вырабатывает электроэнергию (рис. 1.11). Основное отличие солнечных батарей от других источников электропитания – отсутствие угрозы короткого замыкания.
 
   Рис. 1.11. Ноу-хау Ю. Казакова – установка для подогрева воды с солнечной батареей и баком – аккумулятором горячей воды (схема): 1 – солнечная батарея; 2 – аккумулятор горячей воды; 3 – расширительный бак; 4 – нагревательный элемент; 5 – электронагреватель; 6 – водопровод; 7 – трубопровод горячей воды; 8 – канализационный сток
 
   Различают солнечные батареи (фотоэлементы) и солнечные коллекторы. Фотоэлементы обладают низким КПД, зато коллекторы на 20 лет могут обеспечить энергией для горячего водоснабжения и отопления семью из трех человек. Стоимость этой установки – около $3000.
   Средняя мощность солнечной батареи площадью 10 м2 в летние месяцы – 1 кВт в течение 5 ч. Зимой, за счет короткого светового дня, отдача уменьшается в 5 раз. КПД солнечных элементов зависит от поглощения поверхностью батареи света. Даже кратковременное исчезновение солнца снижает выходную мощность на 50 % и более.
   Оптимальной энергосистемой для дома будет следующая: солнечные батареи, ветрогенератор (ветряк) и бензогенератор. Все эти устройства «страхуют» друг друга, обеспечивая бесперебойную выработку энергии, и контролируют уровень заряда аккумуляторов, чтобы исключить их полное разряжение. Стоимость такой системы – $7000–8000.

Глава 2
Удобства в дом: канализация

   Очистные установки местной канализации
   В случае отсутствия выхода на централизованную канализационную сеть возникает необходимость проведения местной канализации. Приступая к работе, помните о том, что устройство канализационных систем должно проводиться с учетом геологических условий данной местности, чтобы исключить загрязнение окружающей среды (вода, почва). Полное соответствие СНиПу обязательно!
   Очистные установки местной канализации включают следующие элементы: септики, фильтрующие колодцы (колодцы-фильтры), выгребные ямы, грунтовые биофильтры и др.

Септики

   Септики представляют собой подземную систему местной механической очистки сточных вод (так называемый почвенный метод). Она наиболее всего подходит для частного дома при отсутствии централизованной канализационной системы. Рекомендуется размещать данную систему очистки на расстоянии 10–20 м от дома и так, чтобы полностью исключить размытие грунта под фундаментом и затопление подвальных помещений. Сточную трубу для слива загрязненных вод из септика закладывают на глубину 1,2 м (при отсутствии угрозы промерзания грунта). Если вы живете в зоне низких температур, трубы (изготовленные, как правило, из чугуна или пластика) следует утеплить.
   Материал изготовления септиков – бетон, железобетон, кирпич, бутовой камень.
   Минимальные размеры септика: глубина (от уровня воды до дна) – 1,3 м, ширина – 0,8 м, диаметр – 1 м. Такой септик идеально подходит для семьи до 4 человек при наличии в доме ванной комнаты и туалета. При диаметре септика 1,5 м и глубине 2,5 м его производительность составит 1 м3 в сутки.
   Принцип действия септика таков. Сточные (фекальные) воды из дома попадают в отстойник, находящийся в септике, который состоит из одной или нескольких камер (отсеков), расположенных последовательно. Пройдя через отсеки, на выходе сточные воды осветляются, затем попадают в поля подземной фильтрации (рис. 2.1). Такая система способна очистить воду почти на 100 %.
 
   Рис. 2.1. Схема полей подземной фильтрации:
   1 – приточная вентиляция; 2 – оросительная сеть; 3 – септик с дозирующей камерой; 4 – воздуховод
   Примечание
   Один-два раза в год септик необходимо очищать от осадков.
   В зависимости от объема проходящих через септики сточных вод они бывают однокамерными или многокамерными (рис. 2.2).
   Внутренние стенки септика покрывают цементным раствором с применением арматуры (стальные пруты, сетки и т. п.), дно бетонируют. Внешнюю поверхность покрывают жирной глиной. Если септик изготовлен из бетона или железобетона, толщина глиняного слоя должна составлять не менее 20 см, если из кирпича или камня – не менее 30 см.
 
   Рис. 2.2.
   Схема двухкамерного септика:
   1 – подача сточной воды; 2 – вентиляционная вытяжка; 3 – выход осветленной воды; 4 – крышки колодцев
 
   Материалом перекрытия, как правило, служат деревянные (обработанные смолой) щиты или железобетон. Бесспорно, более целесообразно с практической точки зрения в качестве материала перекрытия использовать железобетон, однако довольно часто используется дерево – как более дешевый и доступный вариант.
   Если перекрытие деревянное, оно сверху покрывается рубероидом и засыпается землей с толщиной слоя от 15 до 20 см (необходимо учитывать климатические особенности данной местности).
   Для устойчивости и обеспечения горизонтального положения деревянный щит укрепляют бревнами, а затем подготавливают бетонную смесь, для которой берут по одной части цемента и щебня и три части песка (я рекомендую использовать цемент марок от 300 до 500). Далее этот состав смешивают в водонепроницаемом резервуаре до получения однородной массы. Добавляют щебень, тщательно вымешивают «на сухую», а затем начинают постепенно добавлять воду, продолжая перемешивать.
   Совет
   Для пластичности бетонной массы в нее можно добавить глину. Однако следует учесть, что такая добавка будет снижать прочность. Альтернатива глине в таком случае – 1 столовая ложка стирального порошка + ведро воды. Подобная добавка не влияет ни на прочность бетона, ни на его качество.
   Бетонную смесь кладут равномерным слоем толщиной 5–7 см. Необходимо покрывать как поверхность деревянного щита, так и 10–20 см земли вокруг него. Затем на бетонную смесь кладут арматуру, снова покрывают слоем бетона (толщиной 10–20 см). Когда бетон немного застынет, бревна под щитом убирают.
   Труба, подающая сточные воды от дома к септику, должна располагаться на 5 см выше, чем труба, выводящая осветленную воду из септика в дренажную систему. Вентиляция осуществляется через стояк внутренней канализации.
   Трубопровод канализации часто монтируют из полиэтиленовых труб высокой плотности (ПВП). Их укладывают на слой подсыпки из гравия, щебня или крупного песка толщиной 20–50 см. Длина прямого участка оросительных линий должна быть не более 20 м при уклоне 0,001-0,003.
   Керамические трубы располагают с небольшим расстоянием на стыках (10–20 мм). Над стыками устанавливают специальные накладки (например, из стеклоткани). Асбестоцементные трубы снизу надрезают в половину диаметра. Ширина – около 15 мм, расстояние между надрезами – до 0,2 м.

Фильтрующий колодец

   Как я уже говорил, вода, предварительно осветленная септиком, может поступать в фильтрующий колодец. Его устанавливают исключительно в песчаных (супесчаных) грунтах при объеме сточных вод до 1 м3. Если грунт относится к слабопроницаемому (либо водонепроницаемому) типу, применение фильтрующих колодцев (полей подземной фильтрации) невозможно. В этом случае целесообразно применение одно– или двухступенчатых песчано-гравийных фильтров.
   Если колодец прямоугольный, наиболее целесообразно устанавливать его размером 2,7×2 м, глубиной не менее 2,5 м. Для круглого колодца наиболее подходящим диаметром будет 1,5–2 м, глубина – не менее 2,5 м. Внутреннюю поверхность стенок покрывают цементным раствором.
   На дне колодца устраивают фильтр высотой от 0,5 до 1 м. Фильтрационный материал донного фильтра – щебень, гравий и т. п. Для обсыпки основания и внешних стенок колодца используется материал, аналогичный материалу фильтра. В стенках колодца делают дренажные отверстия.
   Расстояние от колодца до дома должно быть не менее 8 м, до водозаборного колодца – от 50 м (рис. 2.3).
 
   Рис. 2.3. Местная система канализации с септиком и фильтрующим колодцем:
   1 – внутренние сети канализации; 2 – выпуск; 3 – смотровой колодец дворовой сети; 4 – септик; 5 – фильтрующий колодец; 6 – слой щебня; 7 – самый высокий уровень грунтовых вод Максимальный уровень грунтовых вод в этом случае должен быть ниже донного фильтра не меньше чем на 1 м.

Выгребная яма

   Выгребную яму делают из расчета не менее 0,5 м3 на человека. Оптимальными размерами будут следующие: длина – от 2,5 до 3 м, ширина – от 0,8 до 1 м, глубина – около 1,5 м.
   Материал стенок ямы – бетон, кирпич, камень, дерево. Стенки покрывают цементным раствором. Дно ямы должно располагаться под уклоном к очистному люку. Оно покрывается слоем жирной глины толщиной 25–30 см. На этот слой кладут доски либо бетон. Перекрытие выполняют из железобетона, изоляционным материалом служит жирная глина толщиной слоя около 30 см, сверху слоя насыпают землю. На внешние стенки выгребной ямы также наносится уплотненный слой жирной глины такой же толщины.
   Очистной люк размером около 0,7×0,7 м устанавливают над перекрытием и на уровне грунта. Он должен быть оснащен двумя герметичными крышками. Если вы будете изготавливать стены из дерева, то позаботьтесь о том, чтобы они были плотными, хорошо проконопатьте их и дважды покройте битумом.

Внутренняя канализация

   Монтаж канализации в частном доме и квартире практически одинаков, за исключением того, что в квартире все канализационные трубы соединяются с общим канализационным стоком, а в частном доме – с индивидуальным.
   К системе внутренней канализации относятся:
   ♦ сеть трубопроводов (отводки, стояки, выпуски, коллекторы и т. п.);
   ♦ приемники сточных вод (умывальники, раковины, унитазы);
   ♦ оборудование для перекачки (очистки) сточных вод;
   ♦ вентиляционные трубопроводы;
   ♦ гидравлические затворы (сифоны) для защиты от проникновения внутрь помещения канализационных газов;
   ♦ ревизии, прочистки (устанавливаются при засорах);
   ♦ установки локальной очистки водостока (бензиноуловители, нейтрализаторы и т. п.);
   ♦ смотровые колодцы.
   Трубопроводы внутренней канализации работают по самотечному типу и включают отводные трубы, стояки и выпуски.
   Материалами отводных труб чаще всего служат пластик (ПВП) и чугун. Материал для заделывания раструбов – обработанная смолой пенька, цемент, асбестоцемент. Ведут трубы по стенам, над полом. Отвод сточных вод может осуществляться также по открытым или закрытым каналам.
   Для того чтобы сделать разъемное соединение в трубе удобным для эксплуатации и ремонта, на ее концах устанавливают сгоны (рис. 2.4).
 
   Рис. 2.4. Сгоны в канализационной трубе (фото автора, 2009 г.)
 
   Стояки размещают в зависимости от расположения санитарных приборов. Диаметр стояка должен быть равен диаметру самой большой из присоединенных к нему отводных труб, однако не меньше 50 мм. Трубы для стояков изготавливаются из чугуна или пластика (ПВП).
   Для вентилируемых стояков вентиляционным отверстием служит их верх, выведенный на крышу дома. Расстояние от окон должно быть не менее 4 м. Диаметр вытяжки – от 100 мм.
   Выпуск – это фрагмент трубы от основания стояка до ближайшего смотрового колодца. Завершающий (последний) дворовой колодец является контрольным. Выпуски, как и стояки, изготавливают из пластика (ПВП) или чугуна. Место их прокладки – в подвальных помещениях, под полом или потолком. При этом обязательным является соблюдение определенного уклона и расстояния (табл. 2.1).
 
   Таблица 2.1. Рекомендуемые размеры выпусков, соединяющих стояки и оси смотровых колодцев
 
   Минимальная длина выпуска от стены (рис. 2.5) до оси колодца при плотном непросадочном грунте – 3 м, а при неустойчивом просадочном грунте – 5 м.
 
   Рис. 2.5. Прокладка выпуска через фундамент стены

Централизованная канализация

   Централизованная канализация бывает двух типов: общесплавная и раздельная.
   При общесплавной нефильтрованные (дождевые, талые) воды смешиваются с бытовыми водоотходами в канализационной сети.
   Раздельная подразумевает, что дождевые воды следуют по изолированным водостокам (ливневкам) и поступают в природные водоемы (озера, реки и т. д.). Такой метод вывода и очистки сточных вод является самым экономически выгодным (рис. 2.6).
 
   Рис. 2.6. Раздельная система канализации
 
   В системе централизованной канализации сточные воды поступают из здания в дворовые линии городской канализации и далее в канализационный коллектор. Для свободного прохода сточных вод трубы вкапывают в землю под небольшим углом. Если уровень вкапывания больше уровня водоема, в который выходит сток, то на конце коллектора устанавливают систему перекачки со специальными насосами. Их функция – перекачка сточных (фекальных) вод по напорному коллектору в главные (городские) очистные системы.
   Перегной осадка происходит в отстойниках, процесс ускоряется в ме-тантенках (герметизированных реакторах-смесителях) за счет термического воздействия. При перегнивании образуется метан, который часто используют в качестве топлива, а осадок (высушенный ил) становится удобрением.
   Методов очистки сточных вод существует несколько. Например, в городской канализации используется метод очистки специальными микроорганизмами. Они существуют в кислородной среде и уничтожают грязевые отходы сточных вод.
   Естественная очистка (с помощью фильтрационных полей) – так называемый почвенный метод. Загрязненные воды проходят сквозь специально обработанную почву.
   Искусственная очистка – воздушный метод – подразумевает, что сточные воды продуваются воздухом в аэроемкостях со специальными биодобавками (активным илом). Затем воды попадают во вторичные отстойники, где происходит антибактериальная обработка электролизом (или с применением хлора). После этого идет сброс обработанной воды в водоемы.
   В местах поворотов или изменения уклона труб, а также присоединения новых линий устанавливаются смотровые колодцы. Если длина прямой линии свыше 40 м, колодцы устанавливают вдоль нее (при диаметре трубы от 125 мм). Материал колодца – кирпич или железобетон. Материал крышки люка – чугун. Крышка должна находиться на одном уровне с поверхностью земли (дворового настила).
   Примечание
   При сухом грунте толщина стен кирпичных колодцев должна быть в полкирпича, при влажном – в один целый кирпич.
   Если вы будете укладывать канализационные трубы в траншее по одной в ряд, рекомендую заделывать стыки глиной – это довольно экономично и просто. Единственным недостатком является то, что корни растущих вблизи трубопровода деревьев могут разрушить глиняный стык. В этом случае для заделки стыков (раструбов) используйте битум (битумную мастику). Длина одного звена трубы должна быть не менее 3 м.
   Принцип укладки раструбов канализационных труб – навстречу сточным водам. Нужный угол определяют нивелиром.
   Наклон дворовых сетей должен быть не менее 0,007. Меньший наклон влияет на скорость прохождения водостока по трубопроводу, уменьшая ее. В результате это будет приводить к отложению осадка и, соответственно, засору труб. Однако слишком большой наклон также не рекомендуется – трубы будут быстро изнашиваться. Максимально – 15 мм на 1 м.
   Для прочистки труб предназначены небольшие уплотненные люки (так называемые ревизии). Место их расположения – рядом с поворотами трубопровода и соединением труб. На прямых участках ревизии располагают на расстоянии до 12 м.
   Проникновению канализационных газов внутрь дома препятствуют специальные сифоны (гидравлические затворы). Устанавливают их в местах возможных вредных испарений – под умывальником, ванной, раковиной и т. д. Унитазы обычно оснащены водяными затворами, поэтому не нуждаются в установке сифонов.
   Прокладка канализационных сетей может проводиться открытым либо скрытым способом. Открытым сети прокладываются в подвалах, коридорах, нежилых (технических) помещениях. Трубопроводы крепятся к стенам, колоннам, потолкам. Скрытый способ – когда трубопровод «утапливают» и заделывают в стены, строительные конструкции, землю и т. д.
   Самый распространенный метод прокладки труб для канализационной и отопительной системы дома – открытый. Для этого из керамзитобетона монтируют специальные санитарно-технические кабины (блоки) (рис. 2.7).
 
   Рис. 2.7. Санитарно-техническая кабина:
   1 – канализационный стояк; 2 – стояк водопровода; 3 – стояк горячего водоснабжения; 4 – регистр; 5 – отопительный стояк

Расчет внутренней канализации

   Расчет внутренней канализации – необходимая и очень важная процедура, требующая особой тщательности исполнения. При этом можно пользоваться формулами, которыми рассчитываются параметры внутреннего водопровода. Однако следует обязательно учитывать тот факт, что расход сточных вод некоторых устройств (унитазы, ванны) при их наполнении будет больше расхода водопроводного стока. От этого зависит и выбор диаметра труб.