Дощова вода замість водопровідної

О. Талавас

Зростання тарифів на водопостачання призвело до того, що в деяких випадках рахунки за воду вже стали чи не найбільшими у структурі комунальних тарифів. Суттєво знизити споживання цього цінного енергоресурсу можна за допомогою використання дощової води. На які потреби можна спрямовувати цю воду, якою буде економія, облаштування системи для збору, накопичення та подача – про це йде мова у цьому матеріалі

Використовувати водопровідну воду, яка пройшла спеціальну підготовку з очищенням до стандартів питної, для господарських потреб нераціонально. У багатьох випадках для цього можна використовувати дармову дощову воду. Колись у приватних домогосподарствах її збирали у залізні бочки, а згодом застосовували для поливу городу. Така вода, до речі, більш корисна для рослин, ніж водопровідна або підземна зі свердловини, адже в першому випадку вона містить хлор, а в другому – насичена солями, що псують ґрунт.

Нинішній розвиток технологій дозволяє розширити використання дощової води не лише для поливу, а й для змиву унітазу, прибирання та навіть для прання. Більш того, одна з переваг – завдяки її м’якості скорочуються витрати миючого засобу та утворюється менше нальоту на ТЕНах.

До теперішнього часу в розвинених країнах світу системи використання дощової води отримали розповсюдження не лише у приватних будинках, а й у громадських та офісних будівлях. Зокрема, у 45-метровій будівлі ощадного банку Savings Bank Rosenheim в центральній частині м. Розенхайм (Німеччина) для технічних потреб використовують дощову воду (рис. 1). Вона збирається на даху, під яким влаштовані водовідвідні канали. Резервуари знаходяться в підвалі і слугують додатковою масою для фундаменту.

V_1

Рис. 1. Висотна офісна будівля з обладнанням для збирання і використання дощової води для господарських потреб в м. Розенхайм, Німеччина

Дощова вода часто використовується також для пожежогасіння та систем охолодження. Дослідження, проведені в ЄС, свідчать, що в 95% випадків вода в ємностях для зберігання дощової води відповідає Європейським директивам стосовно прісної води для купання (75/160/EWG), за умови, що системи професійно спроектовані та правильно експлуатуються. Згідно з директивою, якість прісної води для купання гарантує безпеку при контакті зі шкірою та випадковому проковтуванні. Бактерій, що можуть завдати шкоди здоров’ю, в дощовій воді немає, або вони присутні короткочасно та в дуже малих концентраціях. Цьому сприяє відсутність поживних речовин.В країнах ЄС застосування дощової води передбачено рядом документів: EN 1717 (рекомендації щодо безпечного підключення та обладнання систем для захисту від зараження мережі питної води), DIN 1989 (вимоги до систем використання дощової води при змиванні туалетів, охолодженні, митті та чистці), DIN 2403 (маркування мережі із дощовою водою). В Україні використання дощової води поки не регламентоване і не так розповсюджене, як за кордоном. Сприяє цьому, зокрема, те, що встановлення приладів обліку води у приватних будинках досі не є обов`язковим. А розрахунок споживання води, в тому числі і на полив, здійснюється за нормами, що не завжди збігаються з фактичними. Крім того, купівля та встановлення приладів передбачені а рахунок абонента, що не стимулює його до таких дій. Втім, зростання тарифів на водопостачання змушує замислитися над економним використанням води та, зокрема, встановленням лічильників. Тоді, ймовірно, стануть і більш актуальними системи використання дощової води.

Рис. 2. Потреба води в розрахунку на одну людину на добу

Адже, як свідчить європейська практика, використовуючи дощову воду, можна зберегти до 71 літра питної води на людину в день, при добовій потребі 130 літрів (рис. 2, таблиця 1).

Таблиця 1. Норми споживання води*

Проектування систем

Проектування систем використання дощової води варто розпочати з визначення її притоку. Для цього необхідно мати дані про площу збору (даху) та інтенсивність опадів.

Базова площа збору визначається простим помноженням довжини будинку на його ширину. Отримане значення треба помножити на коефіцієнт стоку С, що допомагає при визначенні об’єму накопичувального резервуару. Для плаского даху з бетонних плит цей коефіцієнт складає С=0,70. Для даху зі схилами, покритого черепицею, С=0,75.

Щорічну кількість опадів в районі проживання (наприклад, в Києві – 600 мм, що еквівалентно 600 літрам на м², рис. 3) треба помножити на базову площу збору (довжина * ширина на висоті карниза). Для такого даху 75% від отриманого результату і є наявний приплив дощової води, інша частина – це втрати на змочування даху та витоки води з накопичувального баку при переповненні.

Рис. 3. Карта інтенсивності опадів в Україні

Наприклад, водостік з похилим дахом площею 100 м² розташованого в околицях Києва будинку буде давати 600х100х0,75 = 45 000 л/рік, або приблизно 120 л води в день. Місячна економія при використанні такого об'єму води буде становити приблизно 120х30 = 3 600 л, або 3,6 м³ води.

Об’єм баку для зберігання води, за спрощеною методикою, можна взяти достатнім для 2–3 тижнів використання. При цьому варто пам`ятати, що завеликі ємності призводять до зменшення якості води (тому вживати їх варто, якщо дощова вода використовується в основному для зрошення). Крім того, періодичне переповнення баку йде на користь, адже це підтримує процес самоочищення дощової води та видаляє поверхневе забруднення. Надлишок води при цьому скидається у дренаж.

Для спрощення розрахунку можна прийняти наступну формулу: щоденні потреби м³ х 15 днів = потрібний об’єм резервуару, м³. Приклад: 0,271 м³/день х 15 днів = 4 м³ – об’єм накопичувального резервуару.

Обладнання

Також за потребою варто підбирати насосне обладнання. Це зекономить електроенергію у майбутньому, а також зменшить капітальні витрати на облаштування системи. Бажано, аби насоси мали захист від «сухого» ходу. Це можуть бути нормально всмоктуючі багатоступеневі або самовсмоктуючі насоси. Максимальну висоту всмоктування можна обчислити за графіком (рис. 4).

Рис. 4. Приклад визначення висоти всмоктування насосу

Максимальна теоретична висота всмоктування становить 10,33 м і залежить від атмосферного тиску (10,33 м = 101,3 кПа = нормальний атм. тиск). Технологічно можливо досягнути максимально 7–8 метрів висоти всмоктування. Це значення включає в себе геодезичну висоту між віссю насоса і найнижчим рівнем води, а також втрати тиску на довжину трубопроводів та фітинги.

Всмоктуючий трубопровід повинен бути якомога коротшим та мати діаметр, щонайменше рівний діаметру вхідного патрубка насоса.

Перед тим, як зібрана з даху дощова вода дістанеться накопичувального резервуару, вона має пройти фільтрацію. Для цього необхідно застосовувати фільтр із сіткою з розміром чарунки від 0,3 до 1,8 мм.

Варто пам`ятати, що від якості та надійності фільтрації залежить робота насоса. Можливі несправності при неякісному фільтруванні: блокування та вихід з ладу насосного обладнання, забруднення трубопроводів.

Накопичувальний резервуар системи використання дощової води має не тільки функцію зберігання, а ще є місцем, де проходить процес біологічної самоочистки води. Властивості очистки залежать від умов протікання води через резервуар, від того, як розташований приплив води, переповнення та де знаходиться місце забору цієї води.

Очищення проходить в три етапи:

фільтрація;
седиментація (осідання твердих часток);
перелив.

Після фільтрування збагачена киснем дощова вода через конструкцію проточних трубопроводів попадає в нижню частину резервуару. Тверді частки осідають на дно, постійна наявність кисню та постійні мікробіологічні процеси створюють процес освітлення води. При правильно організованій фільтрації на дні резервуару утворюється кількаміліметровий шар осаду на рік. З цієї причини резервуар потребує повного очищення через досить великі інтервали часу, а саме 5–10 років (таблиця 2).

Таблиця 2. Періодичність перевірки та технічного обслуговування обладнання

При переповненні резервуару надлишки води потрапляють в дренажну систему. Завдяки переповненню створюється ще один процес очищення резервуару від плаваючих на поверхні часток.

Для усунення застійних процесів рекомендується розміщувати резервуар в ґрунті, адже в такому разі вода не нагрівається.

При встановленні всередині приміщення, наприклад, підвалі, можлива гнучка конструкція зі з’єднанням кількох резервуарів послідовно, що дає змогу змінювати сумарний об’єм. Проте в такому разі необхідно передбачити й захист від затоплення приміщення.

Щодо самого резервуару, то він має бути виготовлений з міцного матеріалу, стійкого до деформації та надійного при навантаженні (бетон або пластик), достатньо герметичний та світлонепроникний, захищений від замерзання.

Трубопроводи вентиляції та дегазації для резервуару дощової води повинні мати захист від потрапляння дрібних тварин, рослин та сміття.

Опорожнення резервуару проводиться за допомогою всмоктуючого шлангу, оснащеного плаваючим фільтром, що дає змогу забирати воду під поверхнею. У випадках, коли резервуар оснащений зливним донним отвором, він повинен бути розташований вище шару осаду.

Для надійної роботи системи збору дощової води під час засухи можна передбачити підживлення свіжою (питною) водою через непряме під`єднання до водопроводу.

Схеми

Один із прикладів системи із застосуванням поверхневого насосу у режимі всмоктування з резервуару представлений на рис. 5. На цій схемі підживлення питною водою здійснюється через магнітний клапан, який управляється поплавковим вимикачем в резервуарі. Здійснюється автоматичний контроль тиску в системі та є захист від «сухого ходу».

Рис. 5. Приклад системи використання дощової води: полив саду та будинок на одну сім`ю

Можна використовувати автоматичну насосну станцію (рис. 6). В цьому разі забезпечується повністю автоматичне постачання дощової води з підземного резервуара або цистерни, а також автоматичне перемикання на підживлення питною водою. Використовується готова до під’єднання однонасосна установка водопостачання у вигляді компактного модуля для односімейних будинків, резервуар на 11 л для підживлення мережі питною водою при незаповненій цистерні.

Рис. 6. Система використання дощової води із насосною станцією: будинок на одну сім`ю

І нарешті, повністю автоматична установка водопостачання і підвищення тиску для житлових, офісних, адміністративних споруд, готелів, лікарень, торговельних центрів, а також промислових систем представлена на рис. 7. Вона може забезпечувати перекачування питної води, дощової, технічної води, води систем охолодження, води для пожежогасіння та іншої технічної води, яка не містить абразивних та довговолокнистих включень і не спричиняє хімічної чи механічної дії на матеріали, що використовуються.

Рис. 7. Повністю автоматизована система для офісу або підприємства

Обладнання монтується на рамі з оцинкованої сталі, з регульованими по висоті вібропоглинальними опорами та вбудованими підйомними пристроями. Трубна обв’язка включає комплексну систему трубопроводів із сталі. Використовуються від 2 до 6 паралельно під’єднаних насосів. Кожен з них зі сторони всмоктування і напірної сторони обладнаний запірною арматурою та встановленим з напірної сторони клапаном зворотного потоку.

Застосовується мембранний напірний бак (8 л/PN16), встановлений з напірної сторони, з кульовим запірним краном з отвором для зливу.

Установка комплектується системою управління залежно від вимог споживача.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!