Садовая водонапорная башня. Водонапорная башня на даче: что нужно знать

Иметь в доме усадебного типа круглогодичную систему водоснабжения, а тем более автоматическую – мечта любого хозяина, её не имеющего. Конечно, строить с этой целью водонапорную башню и бурить глубокую артезианскую скважину вряд ли кто из них готов. Да в этом в настоящее время и нет необходимости – созданы другие системы, причём довольно компактные и различной производительности. Такие системы водоснабжения, изготовленные, скажем, в Италии или Испании, продаются во всех городах и даже крупных населённых пунктах России. Однако их цена – выше средней (под ней я подразумеваю покупательскую способность людей среднего класса, к которому подавляющее большинство россиян всё никак не могут даже приблизиться).

Но мастерового человека нехватка денежных средств не может заставить отказаться от нужного в хозяйстве оборудования, а лишь сподвигает на создание его собственными руками, ставя ещё и перед необходимостью домысливать устройство машины — ведь разобрать её в магазине для этого никто не позволит.

Вот и меня жизнь заставила сделать автоматическую систему водоснабжения дома и приусадебного участка со всем хозяйством своими руками.

Она состоит из двух основных частей: источника воды и напорной установки.

Основой системы водоснабжения является, конечно же, источник—колодец с шахтой из железобетонных колец диаметром 1 м. Сделал я его уже давно, но воду доставал ведром, используя насос лишь летом для полива растений.

Глубина колодца особого значения не имеет — ведь все современные бытовые погружные насосы обеспечивают подъём воды с глубины до 50 м — но обязательно должна достигать водоносного слоя (а не просто грунтовых вод). А вот объём (запас) воды в колодце должен быть больше, чем ёмкость напорного бака—ведь дебет (приток воды) в колодец может быть меньше производительности насоса. «Насухую» же погружные насосы работать не могут—они неминуемо сгорят, так как закачиваемая вода является для них и охлаждающей жидкостью.

1 — шахта колодца (бетонные кольца Ш1000); 2—лестница (стальной уголок 25×25,2 шт.); 3 – вода: 4 — каменная наброска; 5 — погружной насос (вибрационного типа): 6 муфта (резиновый шланг, 2 шт.); 7 — подводящая труба (1/2"); 8—стенка подполья (бетон); 9— водонапорная установка; 10—электропроводка концевого выключателя; 11—подвод воды в дом (труба 1/2"); 12 — пол; 13 — стена лома; 14—утепляющий домик колодца, доска с утеплителем; 15 — насосный кабель (2-жильный, гидроизолированный); 16 — кабель бытовой электросети

Водонапорная система домашнего водоснабжения (трубы и фитинги—1/2"):

1—подводящая труба; 2—обратный клапан: 3 — сгон; 4 — угольник; 5 ввод; 6 — рычаг; 7 — манометр; 8 резьбовой патрубок (муфта); 9 – крепление крышки к фланцу (болт М8, 8 шт.); 10 – крышка (стальной лист sЗ); 11 —наконечник рычага (резиновая трубка); 12 — концевой выключатель (ВПК 1211); 13 -пластина-кронштейн крепления концевого выключателя (стальной лист sЗ); 14—диафрагма (армированная резина, s7); 15 — фланец; 16 — горловина; 17 — гайка М10 и шайба для крепления рычага к диафрагме и поплавка к рычагу (4 компл.); 18 — выходной патрубок; 19–вентиль; 20—отвод воды в дом; 21—расходно-накопительный бак (нержавеющая сталь, лист s2): 22 – ножка бака (нержавеющая сталь, лист s2, 4 шт.); 23—поплавок (ПВХ)

При аварии системы колодцем можно пользоваться и в традиционном ручном режиме, поднимая воду с помощью ворота, барабана и троса ведром. Но такого за три года эксплуатации системы у меня ещё не случалось. Правда, иногда происходили отключения электроэнергии.

Над колодцем устроен домик, горловина постоянно закрыта крышкой, а в «студеную зимнюю пору» надземную часть шахты утепляю старыми ватниками.

Забор воды из колодца осуществляется бытовым погружным насосом вибрационного типа «Малыш» (можно использовать и ему подобные: «Родничок», «Агидель» и другие). Насос опущен в шахту (и в воду) почти на всю её глубину, но не доходит до дна на 200 — 300 мм, чтобы не всасывались осевшие на него взвешенные частицы.

Выходной патрубок насоса соединён с подводящей (насосной) трубой проходным сечением 1/2 через резиновую муфту-шланг (для ослабления вибрации). Муфта закреплена на патрубке и трубе хомутами. Подводящая труба выходит через стенку из шахты колодца и проходит в земле ниже уровня максимального промерзания грунта к расходно-накопительному водонапорному баку, находящемуся в подполье дома и являющемуся основой водонапорной установки. Рядом с трубой положен и питающий насос гидроизолированный электрический кабель.

С вводом в бак (такая же труба 1/3") подводящая труба соединена через запорный обратный клапан и ещё одну муфту-шланг. Сама же труба ввода опущена в бак почти до самого его дна.

Бак размещён, как было сказано, в подполье дома. У меня оно (подполье) тоже заглублено более чем на два метра, поскольку выполняет ещё и функции погреба. Но это совсем не обязательно—под жилым отапливаемым домом всегда положительная температура.

Первоначальный («фляжный») вариант напорного устройства (фитинги и грубы — 1/2"):

1—отвод воды в дом; 2 — подводящий шланг; 3—манометр; 4 — тройник; 5 —сгон; 6 – обратный клапан; 7 — подводящая труба; 8 расходно-накопительная ёмкость (40-литровая фляга); 9 — держатель (2 шт.); 10 подрамник (уголок 35×35); 11 -ниппель; 12—ввод; 13—крышка (нержавеющая сталь, лист s5); 14—крепление крышки (болт М8, 8 шт.); 15 — прокладка (резина с тканевой основой, лист s6); 16 кронштейн бандажа (уголок 30×30, 8 шт.); 17 бандаж (стальная полоса 30×3); 18 —концевой выключатель; 19 портал (уголок 30×30); 20 стойка концевого выключателя (уголок 25×25); 21 —амортизатор (от мопеда); 22 —лонжерон рамы (труба Ш25, 2 шт.); 23 — поперечина рамы (уголок 35×35, 2 шт.)

Бак — цилиндрической формы и сварен из листа нержавеющей чернёной стали толщиной 2 мм. Установлен он на приваренных к нему ножках на подстипающий стальной лист, так как пол подвапа хотя и бетонный, но тонкослойный. Ёмкость бака около 150 л. Чем больше его объём, тем реже будет срабатывать концевой выключатель, а значит, и включаться в работу насос. Как показывает практика, продолжительность эксплуатации электрических приборов и устройств (в том числе и глубинных насосов) находится в обратной зависимости от количества их включений-выключений.

Концевой выключатель марки ВПК1211 установлен на крышке горловины бака. Срабатывает он от действия рычага с поплавком из ПВХ (наподобие того, что стоит в бачке унитаза). Рычаг тоже закреплён в горловине бака, но только на диафрагме из армированной резины толщиной 7 мм. Конец рычага выходит наружу через центральное отверстие в крышке и на него надета резиновая трубка.

В боковой стенке бака, недалеко от его низа врезан и приварен выходной патрубок-штуцер, к которому через вентиль подсоединена отводная труба, через которую вода поставляется в дом и другие хозяйственные помещения. Условный проход трубы, патрубка И вентиля — 1/2".

Работает система следующим образом. Взаимодействие рычага с поплавком отрегулировано таким образом, что при отборе воды из бака до половины действие наконечника рычага на концевой выключатель прекращается. Электрическая цепь, питающая насос, замыкается — и насос начинает качать воду до того момента, пока вода не заполнит большую часть объёма бака. При этом давление находящегося в баке воздуха увеличивается до 2—2,2 атмосферы, а поплавок поднимается и заставляет конец рычага воздействовать на конечный выключатель, который размыкает электрическую цепь и останавливает насос.

Процесс отбора воды проходит также автоматически. При открытии в доме или хозяйственном помещении водоразборного крана вода под давлением воздуха, находящегося внутри бака, поднимается и поступает потребитепю. При расходовании воды до половины бака опять включается насос и пополняет её запас в баке.

На случай отключения электропитания насоса расход воды из бака может осуществляться почти до его полного опустошения — когда давление воздуха в баке будет равно 0,5 атм. При этом уходу воды из бака в колодец препятствует обратный клапан, установленный перед вводной трубой.

При изготовлении системы своими руками стоимость её, по сравнению с фирменной, снижается на порядок, при сохранении тех же потребительских качеств.

На этом рассказ о водонапорной установке можно бы и закончить. Но хотелось бы отметить, что попоначапу напорная установка у меня была другая — в качестве расходнонакопительной ёмкости я использовал молочную 40-литровую флягу, оставшуюся ещё с «колхозных» времён. Недостаток системы с такой ёмкостью наблюдался лишь в том, что при большом расходе воды происходило частое включение-выключение насоса, что нежелательно. Однако при небольшом потреблении это даже хорошо: вода не будет застаиваться.

Флягу доработал. С горловины удалил штатную крышку с элементами её крепления и защёлку. Горловину туго опоясал бандажом из стальной полосы, сварив внахлест её концы. К бандажу через равные промежутки приварил восемь кронштейнов из отрезков уголка.

Далее, из листа нержавеющей стали толщиной 5 мм вырезал новую крышку, наложил её на горловину и одновременно в ней и горизонтальных полках уголков просверлил отверстия диаметром 8,5 мм. Ещё в крышке просверлил три отверстия—два диаметром 22,5 мм (одно—для заборной трубки, другое—для манометра) и одно диаметром 8 мм (для ниппеля подкачки давления). По крышке изготовил и кольцевую прокладку для неё из резино-тканевого листа толщиной 6 мм.

Флягу установил на качающийся подрамник, прикреплённый к неподвижной раме с одной стороны непосредственно к ней, а с другой—через амортизатор. Для крепления верхнего конца амортизатора пришлось к подрамнику приварить ещё портал, который использовал как рычаг концевого выключателя, установленного на отдельной стойке, тоже приваренной к раме.

Насколько целесообразно устанавливать индивидуальный накопительный бак? Как построить водонапорную башню на собственном участке? Какие формулы следует применять для расчёта диаметра трубы и расхода воды? Какой выбрать фундамент? Обо всём этом расскажет наша статья.

В предыдущей статье мы рассказали о конструкциях, типах и функциях водонапорных башен (ВБ). Когда речь идёт о водоснабжении целого района или посёлка, установка такого серьёзного сооружения безусловно оправдана. Но будет ли она полезна частнику?

В каких случаях целесообразна установка собственной водонапорной башни

При подключении к городскому водопроводу. Частный сектор с садами и огородами — стабильный и мощный потребитель воды, поэтому в пик сезона часто наблюдается падение давления в трубах.
При наличии значительных площадей, подлежащих поливу. Запас воды позволит обеспечить своевременный полив и выдержать технологию выращивания растений.
При занятии животноводством. Этот вид деятельности требует постоянного расхода чистой воды. В резервуаре вода будет отстаиваться и подогреваться естественным образом.
При нестабильном водо- и электроснабжении. Вы сможете наполнять собственную башню во время наилучшего давления (напряжения), например, ночью. Установка простой автоматики обеспечит работу системы водоснабжения в автономном режиме.
При использовании собственной скважины. ВБ позволит сэкономить электроэнергию и ресурс насосной станции благодаря оптимальному режиму работы.

Простой анализ показывает, что своя водонапорная башня не странная прихоть, а во многих случаях — насущная необходимость. Уменьшенная в десятки раз, она станет залогом надёжной работы насосов и постоянного бесперебойного водоснабжения отдельно взятого хозяйства или дома.

Как рассчитать водонапорную башню

Речь пойдёт скорее не о полноценной водонапорной башне, а о гравитационной гидравлической системе на её основе. Известное нам правило — «дно резервуара должно располагаться выше самой высокой точки потребления» — говорит о том, что достаточно установить резервуар на определённом уровне, который нетрудно вычислить.

Примечание. Исходным условием является наличие источника — собственной скважины с установленной насосной станцией или подключения к городскому водопроводу.

Допустим, имеется два потребителя — огород и коровник. Первый находится в 35, а второй в 25 м от источника. При этом поилки в коровнике установлены на уровне 1метр. Полив огорода осуществляется с уровня земли. Ветки трубопровода имеют минимальный общий участок магистрали (т. е. расходятся близко к резервуару).

Выясняем потребление воды

От этого показателя напрямую зависит объём резервуара. Здесь имеют место скорее не расчёты, а наблюдения. Необходимо установить счётчик воды на насосную станцию (источник) и опытным путём установить ежедневный расход. Допустим, средний расход составил 5 куб. м/сутки. Объём резервуара должен быть на 20% больше, принимаем 6 куб. м.

Рассчитываем высоту установки резервуара

Для выдержки давления значение имеет не только перепад высот, но и отдалённость потребителя от источника. 1 м перемещения воды по вертикали равен 15 м по горизонтали. То есть, для того, чтобы эффективно переместить «самотёком» воду на 15 м по горизонтали, необходим перепад в 1 м. В этом случае по совокупности вычисляется не длина, а сечение трубы. За расчётную берётся максимальная длина одной ветки трубопровода.

Расчётная высота столба для первой ветки (Н ст 1 ) будет равна:

Н ст 1 = 35/15 = 2,3 м

Вторая ветка (коровник) имеет перепад уровня на повышение (поилки) и это необходимо учесть.

Расчётная высота столба для второй ветки (Н ст 2 ) будет равна:

Н ст 2 = 25/15 + 1 = 2,66 м

Несмотря на то что второй потребитель располагается ближе, ему требуется более высокий столб из-за перепада уровней. Общее расчётное значение — наибольший показатель, т. е. 2,66 м. Добавляем 15% запаса и принимаем Н ст = 3 м .

Расчёт показывает, что при данных условиях дно резервуара должно находиться на уровне 3 м, при этом начальное давление в системе (на дне бака) будет равно:

Р = рхgхh , где
р — плотность воды (1000 кг/куб. м)
g — ускорение (9,8 м/ с 2)
h — высота водяного столба
Р = 1000 х 9,8 х 3 = 29400 Па = 0,294 Мпа = 0,3 бар

Рассчитываем диаметр трубы

Здесь всё немного сложнее. Необходимый диаметр вычисляется через скорость потока и расход воды. По закону Торичелли:

V 2 = 2gh , где V — скорость потока, и h — высота столба получаем:
V 2 = 2 х 9,8 х 3 = 58,8
V = квадр. корень из 58,8 = 7,66 м/сек

Вычисляем сечение трубы 50 мм по формуле S = Пr 2 :

S = 3,14 х 0,0252 = 0,0019625 кв. м

Вычисляем расход воды (R ) по формуле R = SV :

R = 0,0019625 х 7,66 = 0,015 куб. м/сек = 15 л/сек = 900 л/мин

Если расход воды в час известен заранее, то диаметр трубы можно рассчитать по формуле:

D = 2 квадр.корень из S/П, где S = R/квадр.корень из 2gh

В нашем случае расход воды 900 л/мин вполне приемлем — весь запас можно сбросить за 6-10 мин. При этом диаметр трубы 50 мм не должен уменьшаться.

Внимание! Каждое колено 90° даёт потерю давления 5-7%. Конструируйте систему с минимальным количеством углов.

Подбираем насос для резервуаров

Как правило, насосные станции устанавливают в кессоне скважины. Водонапорную башню разумно построить прямо над кессоном. Это позволит совместить все узлы в одном месте, что в свою очередь упростит ремонт и обслуживание. О том, как подобрать скважинный насос , мы рассказали в одной из предыдущих статей. Объём подачи воды средней насосной станции колеблется от 4 до 9 куб. м/мин, что полностью удовлетворяет потребностям условного хозяйства. Стоимость оборудования (насос, фильтры, фитинги) будет составлять примерно 15 000 руб.

Подбираем резервуары

Ёмкости для воды могут быть любыми, но должны соответствовать требованиям герметичности и быть пригодными для питьевой воды:

Лучшее решение — кубические резервуары объёмом 1 куб. м в металлическом каркасе. Их называют «еврокуб». В них, как правило, предусмотрены переливные, донные и боковые отверстия для объединения нескольких цистерн в одну систему. Благодаря кубической форме они устойчивы и занимают минимум площади. Каркас позволяет устанавливать их друг на друга, что даст увеличение столба. Стоимость одного нового еврокуба составляет 8000 руб., б/у — 4500 руб. Таких кубов понадобится 6 шт. — 48 000 и 27 000 руб. соответственно.
Сплошной самодельный резервуар. Его можно изготовить на месте из листов металла с рёбрами жёсткости. Такой вариант может оказаться неприемлем из-за ухудшения свойств воды при окислении металла. Либо нужно использовать сталь более высоких марок.
Сопряжённые бочки. Обычные металлические бочки 200-240 л могут стать выходом в условиях скромного бюджета. Они также позволяют многоэтажную компоновку и стоят недорого — 500 руб./шт. (новая). На 6 т понадобится 12 шт. общей стоимостью 6000 руб.

Подбираем систему опор для резервуаров

В любом из вышеописанных случаев подбора резервуара нам понадобится площадка 2х2 м на высоте 3 м. Расчётная масса воды при максимальной загрузке составляет 6 т. Для удержания такой массы необходима фундаментная конструкция и здесь есть два приемлемых варианта.

Стальная рама

Создаётся из металлических труб. Состоит из фундамента, стоек, диагональных тяг, материала плоскости площадки и по возможности козырька. Стойки из труб диаметром не менее 75 мм бетонируются с шагом 500 мм по всей плоскости площадки. Диагональными тягам (труба 1 дюйм, полоса, арматура и т. д.) создаётся пространственная жёсткость. Площадка должна быть сварена из металлического уголка 45х45 мм и более. От края площадки до стенки резервуара оставьте запас 250-400 мм для возможного утепления.

Стены (коробка)

Вокруг кессона устраивается ленточный фундамент примерно 2,5х2,5 м, в который по углам забетонированы трубы 75 мм. Затем выкладываются стены из шлакоблока или кирпича (толщиной в 1 кирпич). На углах выкладываются каменные столбы. В качестве балок перекрытия используйте швеллер 85-100 мм с шагом 500-600 мм. Впоследствии конструкцию можно оборудовать для подсобных нужд.

Трубы

Как видно из условий задачи, общая длина основной магистрали составляет 25 + 35 = 60 м. 20% на расходы, итого принимаем 75 м. Цена полиэтиленовой трубы составляет примерно 60 руб./кв. м. Итого 4500 руб. за трубу + 500 руб. за фитинги = 5000 руб.

Обустраивая водонапорную башню для круглогодичного использования, помните об утеплении. Даже если зимой она будет пустовать, некоторый слой утеплителя убережёт резервуары (если только они не стальные) от температурных деформаций.

В следующей статье мы расскажем, как обустроить гидравлическую систему дома и как создать комбинированную водонапорную башню для дома и хозяйства.

Как говорится, нет ничего более постоянного, чем временные сооружения. Вот и моя «водонапорная башня», сооруженная в свое время «года на 2-3, потом видно будет…», честно отстояв лет 10 (уж и забыл, когда ее сооружал), начала коситься набок. И не удивительно. Фундамента нет — просто вкопаны в землю столбики из бруса 100 х 100, а наверху два бака по 800 литров каждый. Понятно, что дерево подгнило и все стоит на честном слове. Надо делать нечто более обстоятельное.

Почему именно водонапорная башня, а не насосная станция? Во-первых, мне не нужно постоянное давление 2-4 атмосферы в системе. Высокое давление требует серьезных соединений, а маленькое позволяет обходиться вобщем то простыми шланговыми соединениями «штуцер-хомут». Во-вторых, запас воды в тонну-полторы позволяет не мучить насос частыми включениями. Ставить большой ресивер — все равно что ставить большой бак. В третьих, вода в баке нагревается (а я часто использую ее не только для хоз. нужд, но и для полива. А для него нужна теплая вода, насыщенная кислородом. Один знакомый, демонстрируя мне «чудеса автоматики» показывает – смотри как я поливаю! У меня насосная станция в подвале!…. Открывает кран и установленные между грядками китайские разбрызгиватели создают прямо Петергоф из ледяной воды над его грядками.

Ну поливать газонную траву так еще можно, в пищу она слабо пригодна. А вот клубнику, помидоры или огурцы в середине июля я бы ледяной водой из скважины или колодца поливать бы поостерегся… Автоматика автоматикой, но и мозги нужно иногда включать. Поэтому я предпочитаю что бы был запас воды в тонну – полторы, уличной температуры, 15-20 градусов. Хочешь для хозяйства, кухни, или полива. И желательно – независимой от наличия электроэнергии. Накачал на неделю за час — пользуйся. Нечего насос каждые 5 минут дергать. Да и в случае пропадания электричества проблем нет. Отсутствие оного не будет означать, что и воды тоже нет.

Вобщем, с учетом опыта эксплуатации предыдущей конструкции, наличия уже сложившейся инфраструктуры и традиций, решено было построить новую водонапорную башню. Но уже постоянную, надежную, что бы ближайшие лет 25-30 к этому вопросу больше не возвращаться.

Проект водонапорной башни.

В отличии от предыдущей версии, которая по сути представляла собой вобщем то просто баки для воды, поставленные на крышу хозблока, решено было сделать некий достаточно продвинутый водораспределительный узел для летней эксплуатации, обеспечивающий хозяйство не только холодной, но и горячей водой, включающий в себя систему водоподготовки. В частности — мойку и рядом расположенную баню (моечное отделение). Решено так же задействовать солнечную энергию для получения горячей воды. На случай затяжного ненастья в осенний период для нагрева воды планируется использовать электричество (ТЭН в баке) и дровяную водогрейку самоварного типа.

Поскольку водяные баки должны быть подняты на достаточно большую высоту (3,5-4 метра) пространство под ними решено задействовать под уличный туалет типа «люфт-клозет» (т.е. с выгребной ямой). Можно бы (и логично) устроить там душевую кабину, но лично меня устройство душа не интересовало, так как водонапорная башня примыкает к бане с нормальным моечным отделением. А мытье с шайкой на порядок качественнее и экономичнее мытья под душем. Хотя, конечно, можно было организовать и садовый душ (для желающих повторить конструкцию).

Итак, водонапорная башня представляет собой довольно высокое сооружение, высотой около 4 метров. В верхней части его находится достаточно емкий бак для холодной воды (ок. 800 литров). Этого объема с лихвой хватает на несколько дней обычной жизни средней семьи. Бак наполняется водой из скважины с помощью насоса «Малыш» с ручным включением/выключением.

Ниже уровня основного бака, на крыше бани, располагается солнечный водонагревательный коллектор, емкостью примерно 50-100 литров. Обращен он с небольшим наклоном на восток, но в целом, можно считать, что он расположен горизонтально. Наполняется солнечный коллектор из бака с холодной водой, но как только вода в нем нагреется до 50 градусов, она сливается в бак для теплой воды. Этот бак достаточно хорошо изолирован и расположен ниже уровня солнечного коллектора, поэтому все перетоки воды осуществляются сами собой, под действием силы тяжести, без применении каких либо насосов. Планируется, что солнечный коллектор будет снабжать горячей водой и бак для горячей воды в бане. Алгоритм управления нагреванием воды достаточно сложен и будет описан в отдельной статье. В бак с горячей водой возможно вмонтирование ТЭНа, который будет подогревать воду в при продолжительном ненастье. Возможно к ТЭНу будет подключен маломощный ветроэлектрогенератор, подогревающий воду за счет энергии ветра. Собственно ветряк будет сооружен непосредственно на водонапорной башне.

Ну и наконец, под водонапорной башней будет располагаться туалет типа люфт-клозет. Его устройство — классическое и так же будет предметом отдельной статьи. Используя тот факт, что строительство ведется на песчаных почвах, а места расположения скважин и колодцев достаточно удалены (более 100 метров), решено устроить дренаж туалета непосредственно в грунт.

Рядом с водонапорной башней устраивается небольшая хозяйственная мойка с раковиной (мытье рук после работы на огороде и после туалета, всякие хозяйственные нужды и т.д.) . Холодная и горячая вода берется непосредственно от баков с холодной и горячей водой.

Конструкцию водонапорной башни предполагается осуществить следующим образом. Столбчатый фундамент с забивными опорами для 4-х вертикальных стоек – столбов (брус 100 х 100), с обвязкой внизу и вверху. Вверху — силовой мауэрлат, опирающийся непосредственно на торцы стоек (все же нагрузка на 1 тонну как минимум), внизу — внахлест к столбам, с креплением глухарями. Для жесткости — введение треугольных элементов между вертикальными стойками. Обивка снаружи обрезной доской в «ёлочку» или вагонкой –американкой. Впрочем, подробности деталировки — в описании реализации проекта.

В каких случаях целесообразна установка собственной водонапорной башни

При подключении к городскому водопроводу. Частный сектор с садами и огородами — стабильный и мощный потребитель воды, поэтому в пик сезона часто наблюдается падение давления в трубах.
При наличии значительных площадей, подлежащих поливу. Запас воды позволит обеспечить своевременный полив и выдержать технологию выращивания растений.
При занятии животноводством. Этот вид деятельности требует постоянного расхода чистой воды. В резервуаре вода будет отстаиваться и подогреваться естественным образом.
При нестабильном водо- и электроснабжении. Вы сможете наполнять собственную башню во время наилучшего давления (напряжения), например, ночью. Установка простой автоматики обеспечит работу системы водоснабжения в автономном режиме.
При использовании собственной скважины. ВБ позволит сэкономить электроэнергию и ресурс насосной станции благодаря оптимальному режиму работы.

Как рассчитать водонапорную башню

Выясняем потребление воды

Рассчитываем высоту установки резервуара

Расчётная высота столба для первой ветки (Н ст 1 ) будет равна:

Н ст 1 = 35/15 = 2,3 м

Вторая ветка (коровник) имеет перепад уровня на повышение (поилки) и это необходимо учесть.

Расчётная высота столба для второй ветки (Н ст 2 ) будет равна:

Н ст 2 = 25/15 + 1 = 2,66 м

Р = рхgхh , где
р — плотность воды (1000 кг/куб. м)
g — ускорение (9,8 м/ с 2)
h — высота водяного столба
Р = 1000 х 9,8 х 3 = 29400 Па = 0,294 Мпа = 0,3 бар

Рассчитываем диаметр трубы

V 2 = 2gh , где V — скорость потока, и h — высота столба получаем:
V 2 = 2 х 9,8 х 3 = 58,8
V = квадр. корень из 58,8 = 7,66 м/сек

Вычисляем сечение трубы 50 мм по формуле S = Пr 2 :

S = 3,14 х 0,0252 = 0,0019625 кв. м

Вычисляем расход воды (R ) по формуле R = SV :

R = 0,0019625 х 7,66 = 0,015 куб. м/сек = 15 л/сек = 900 л/мин

Если расход воды в час известен заранее, то диаметр трубы можно рассчитать по формуле:

D = 2 квадр.корень из S/П, где S = R/квадр.корень из 2gh

Внимание! Каждое колено 90° даёт потерю давления 5-7%. Конструируйте систему с минимальным количеством углов.

Подбираем насос для резервуаров

Подбираем резервуары

Лучшее решение — кубические резервуары объёмом 1 куб. м в металлическом каркасе. Их называют «еврокуб». В них, как правило, предусмотрены переливные, донные и боковые отверстия для объединения нескольких цистерн в одну систему. Благодаря кубической форме они устойчивы и занимают минимум площади. Каркас позволяет устанавливать их друг на друга, что даст увеличение столба. Стоимость одного нового еврокуба составляет 8000 руб., б/у — 4500 руб. Таких кубов понадобится 6 шт. — 48 000 и 27 000 руб. соответственно.
Сплошной самодельный резервуар. Его можно изготовить на месте из листов металла с рёбрами жёсткости. Такой вариант может оказаться неприемлем из-за ухудшения свойств воды при окислении металла. Либо нужно использовать сталь более высоких марок.
Сопряжённые бочки. Обычные металлические бочки 200-240 л могут стать выходом в условиях скромного бюджета. Они также позволяют многоэтажную компоновку и стоят недорого — 500 руб./шт. (новая). На 6 т понадобится 12 шт. общей стоимостью 6000 руб.

Подбираем систему опор для резервуаров

Стальная рама

Стены (коробка)

Трубы

Когда наступает лето, начинаются и извечные заботы огородников: прополка и полив. Технология полива проста: опустил насос в бочку с нагретой за день водой, воткнул вилку насоса в розетку и перемещайся вдоль грядок со шлангом. Однако шланг в это время ведёт себя как капризный ребёнок: то завяжется в узел, то закрутится, то переломится, а уж цепляется за всё, что только может. При движении от грядки к грядке надо следить, чтобы шланг не повредил помидоры, огурцы и другие посадки. В общем, я задался вопросом, как сделать водонапорную башню своими руками, организовать полив, а заодно и решить ряд других проблем.

Система капельного полива

Сейчас на рынке продаётся множество систем капельного полива. Самые простые и, на мой взгляд, удачные, представляют собой систему шлангов с капельными дозаторами, фитингами для подключения к напорному баку и кранами для переключения подачи воды к той или иной грядке.

В качестве напорного бака рекомендуется использовать ёмкость, приподнятую над поверхностью земли на высоту не менее 1 м. Объём ёмкости должен быть достаточным для полива всего огорода. Использование водопровода нежелательно из-за низкой температуры воды, вредящей растениям. В напорном же баке вода за один–два дня нагревается до приемлемой температуры и не создаёт стрессовой ситуации посадкам. Таким образом, можно сформулировать минимальные требования к мини-водонапорной башне:

объём должен быть достаточным для однократного полива всего огорода;
материал олжен быть устойчив к воздействию ультрафиолетового излучения;
цвет для более быстрого нагрева должен быть тёмным;
материал не должен быть прозрачным, иначе вода быстро зацветает и в баке вырастает шапка зелёных водорослей;
по расположению высота установки должна быть не менее 1 м над уровнем земли, а то и более.

Выбор бака

При расчёте нужного объёма я учёл потребность в поливе (~350 л) и 30–50 л на технические нужды: мойку автомобиля, добавление воды в детский бассейн, воду для уборки помещений и т. п.

Проанализировав характеристики и цены предлагаемой отечественными производителями продукции, я остановился на чёрном баке из полиэтилена средней твёрдости ATV‑750 объёмом 750 л фирмы Aquatech. Он укомплектован двумя резьбовыми штуцерами 3/4» и одним резьбовым штуцером 1». Дополнительно в верхней части имеется технологическое отверстие Ø 34 мм.

Водонапорная башня: чертеж

Башню я изготовил из труб квадратного и прямоугольного сечения с толщиной стенок не менее 2 мм. Такая толщина необходима для обеспечения надёжной сварки без прожога стенок. Как правило, производители стального профиля в целях экономии толщину проката делают в пределах минимального допуска, и вместо 2 мм она достигает иногда 1,5 мм.

Башню сделал в виде усечённой пирамиды высотой 2,29 м и с углом в основании 85° (рис. 1). Технологически было проще изготовить в виде прямоугольного параллелепипеда, но меня категорически не устраивал внешний вид такой конструкции. Опасения в сложности сварки усечённой пирамиды оказались напрасными. При условии точного расчёта угла в основании башни и длины стоек, а также точной их нарезки в размер по длине и углам, пирамида получается сама собой.

Странная, на первый взгляд, высота (2,29 м) башни обусловлена длиной продаваемого стального профиля, равной 6 м. При этих размерах потребовалось 12 м профиля 60 × 60 × 3 мм.

Основание я изготовил из прямоугольной трубы 80 × 40 × 2 мм, в верхние и нижние углы вварил раскосы из профиля 40 × 40 × 2 мм. Верхнюю площадку сварил из остатков труб 60 × 40 × 2 мм. Стойки ограждения сделал из труб 40 × 40 × 2, для ограждения использовал оставшиеся от постройки забора уголки 50 × 50 × 4 мм; один из них - съёмный, крепится с помощью болтов и гаек. Сделал это, что бы было удобно ставить и снимать бак.

В основании башни - бетонная плита толщиной 15 см, в которой заложено два слоя арматурной сетки 50 × 50 × 5. Плиту залил на песчаной подушке толщиной 15 см. Крепление каркаса башни к фундаментной плите выполнил сваркой к пруткам арматуры, вмурованным в бетон. Подъём бака весом 24 кг на башню не вызвал никаких проблем, однако перед тем, как поставить водонапорную башню на даче, смонтировал часть фитингов.

Монтаж водонапорной башни на участок

Схема обвязки водопроводной арматурой показана на рис. 2, 3. Для заполнения бака шланг насоса или внешнего водопровода подключается к штуцеру 4 и вода по металлопластиковой трубе 19 (Ø 20 мм) через штуцер А подаётся в бак. Для контроля заполнения используется прозрачная трубка 5 из полихлорвинила. При переполнении вода сливается через штуцер 1 и тройник 3.

Забор воды - по двум ниткам через штуцеры Б и В по металлопластиковым трубам 13 (Ø 16 мм) через шаровые краны 15. К одному выходу я подключил автомойку, второй выход использую для полива огорода.

Монтировал фитинги я в три этапа. Сначала на верстаке в тисках собирал отдельные узлы, используя лён и специальный герметик, а затем ставил их на баке. Резьбовые штуцеры А, Б и В, установленные на баке, только наживлены. На внутренней поверхности штуцеров сделаны четыре выступа, позволяющие предохранить от проворота штуцер в момент затяжки.