расход воды в бане на даче
Баня. Рассчитываем расход воды на одного человека.
Баня. Рассчитываем расход воды на одного человека.
Баня – это место, где человек предстает перед своим ближним (если это общественная баня), как говорится, в чем мать родила. Баня спасает от болезней, сближает людей, дает возможность завести новые знакомства (а иногда и облегчить душу), но, в первую очередь, баня дает человеку чистоту.
Именно в бане тот самый пар, которого не хватает в ванных современных квартир. Но сделать собственную баню, скажем, у себя на даче, или где-нибудь еще – не такое простое дело. Баню нужно рассчитать и всесторонне продумать. Лучше доверить этот процесс профессионалам ли же обратить внимание на готовые компании с СРО, которые помогут решить данный вопрос еще более выгодным образом.
Один из важнейших параметров – это вместимость бани, то, сколько человек одновременно ей смогут пользоваться. Поэтому следует рассчитать, сколько же воды будет расходоваться на одного человека? Как ни странно, но на данный вопрос могут ответить строительные нормы и правила, сокращенно – СниП. При проектировании общественной бани расход воды на одного человека принимается порядка 150 л, когда как на одну душевую установку должно быть закреплено не менее 400 л. Для ванной с душем эта величина немного больше – не менее 550 л. Однако, если вы намерены строить баню для собственных нужд, не планируя мыть в ней по 100–200 человек в сутки, то эти величины можно уменьшить в полтора–два раза.
Строим русскую баню по уму
Расчет системы горячего водоснабжения для бани
Приведем расчет основных элементов автономной системы для нагрева воды в русской бане с кирпичной печью.
Система горячего водоснабжения (ГВС) включает в себя регистр ГВС (отрезок металлической трубы, вмонтированный в кирпичную печь, часто за свою изогнутую форму называемый «змеевиком»), соединенный 2-мя трубопроводами (напорным и обратным) с баком для нагрева воды.
Расчетными величинами в нашем случае будут являться геометрические размеры регистра ГВС и бака для горячей воды.
Сразу оговоримся, что размеры «змеевика» будут определяться количеством воды, которую необходимо нагреть для своих нужд в бане (для мытья, запаривания веников, поддач на каменку, опаривания стен, потолка, полоков и пр.). В свою очередь время нагрева воды должно быть не больше времени приготовления бани.
Как правило, время приготовления бани с кирпичной печью может варьироваться от 2,5 до 4 часов (в зависимости от времени года и температуры воздуха).
Если же учесть еще время для «настаивания» бани (равномерного прогрева ограждающих поверхностей парной до температур порядка 42-45ºС), то в среднем на приготовление бани уходит 4 часа.
Поэтому в наших расчетах примем, что время приготовления бани составляет 4 часа.
Баню планируют принимать 4 человека.
Для мытья 1 человека в среднем требуется 3 ведра теплой воды, т.е.
36 литров воды с температурой
Теплую воду будем получать путем разбавления горячей воды в баке, нагретую с помощью вмонтированного в печь регистра ГВС, холодной водой из колодца (скважины).
Тогда, в первом приближении, воспользуемся соотношением
из которого можно определить количество mг.в. и температуру Тг.в. горячей воды, которую надо взять для приготовления требуемого количества теплой воды с параметрами mт.в.и Тт.в.
Пусть для нашего случая для получения 36 литров теплой воды (mт.в.= 36 кг) с температурой Тт.в.=38ºС возьмем 2 ведра (24 литра = mх.в.= 24кг) холодной воды с температурой Тх.в.=10ºС. Горячая вода в баке должна иметь температуру Тг.в.=90ºС.
Из уравнения (1) следует, что нам для этих целей потребуется mг.в.=12,9 кг (
1 ведро) горячей воды с температурой Тг.в.=90ºС.
Таким образом, на семью из 4 человек потребуется 4*12,9=51,6 кг (литра) горячей воды с температурой 90ºС.
Прибавим сюда еще 1 ведро (
12 л) горячей воды для запаривания веников, плюс 2 дополнительных ведра горячей воды для поддач на каменку и разбрызгивания на потолок и стены парной для создания требуемой климатической обстановки в парной.
На круг выходит потребность в
90 литрах горячей воды для принятия бани 4 человеками. Следовательно, бака для горячей воды объемом в 100 литров будет достаточно.
При этом помним, что этот объем воды должен быть нагрет за время приготовления бани, то есть за 4 часа.
Для нагрева 90 кг воды от температуры 10 ºС до температуры 90ºС потребуется тепла:
Q = c * m * (Тг.в. — Тх.в.) = 4,2*90*80 = 30 240кДж, (2)
где с=4,2– удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*ºС); m – масса воды,кг; Тг.в. и Тх.в. –температура горячей и холодной воды, ºС.
Для выработки такого количества тепла потребуется источник тепла мощностью
Таким образом, тепловая мощность регистра ГВС («змеевика»), вмонтированного в кирпичную печь, должна быть в 4 раза меньше (W
2 100 Вт/час), поскольку мы предполагаем нагреть данный объем воды (90 кг) не за 1 час, а за 4 часа (время приготовления бани).
Тепловая мощность регистра ГВС W (тепловая энергия Q, передаваемая через металлические стенки «змеевика» циркулирующей в нем воде, в течение t = 1 часа) будет прямо пропорциональна:
где α – коэффициент теплопередачи (теплоотдачи) от горячего воздуха (печных газов, омывающих «змеевик») через стенку стальной трубы регистра ГВС протекающей в нем воде, Вт/м 2 *ºС.
Коэффициент теплоотдачи α является сложной функцией, зависящей от большого числа факторов (теплофизических свойств теплоносителей (печных газов и воды), их агрегатного состояния (газ, жидкость), геометрии стенки контакта между теплоностелями, температуры этой стенки, режимов (турбулентный или ламинарный) теплоносителей и их скорости).
Для рассматриваемой системы нагрева воды расчеты показывают, что α
В кирпичных банных печах разработки И.В.Кузнецова температура печных газов под крышей нижнего колпака, объединенного с топливником через «сухой шов» в единое целое, достигает температур порядка 900 — 1000ºС.
Температура печных газов в колпаке за стенкой топливника на уровне его (топливника) пода достигает 500-600ºС.
Именно в нижнем колпаке кирпичной банной печи за стенкой топливника и размещают регистр ГВС.
Таким образом, можно принять, что в режиме активного горения дров в печи средняя температура, омывающих «змеевик» печных газов, в среднем равна ΔТвнеш. средн. = ((900-1000)+(500-600))/2 = 700-800ºС.
В то же время температура воды, выталкиваемая через верхний напорный патрубок «змеевика» в бак с нагреваемой водой, будет иметь во время нагрева более стабильную температуру, равную 80-90ºС.
Температура воды, поступающая из бака с нагреваемой водой в нижний патрубок «змеевика» (по «обратке»), будет постоянно меняться по мере нагрева воды в баке. На первоначальном этапе это будет температура воды равная температуре залитой в бак холодной воды (в нашем случае это 10 ºС). По мере поступления в бак все больше порций нагретой воды, температура воды в «обратке» будет неуклонно повышаться и в пределе стремиться к температуре, выходящей из верхнего конца регистра ГВС нагретой воды.
В конце концов, если горение дров в печи прекратиться, а вся вода в системе примет одну и ту же температуру, циркуляция через «змеевик» прекратится.
В общем случае можно принять, что в среднем на этапе активного горения дров температура воды на верхнем напорном конце «змеевика» равняется 80ºС, а температура воды, поступающая через «обратку», равна 60ºС.
Тогда средняя разность температур воды в регистре ГВС на этапе активного горения дров будет равна (80+60)/2=70ºС.
И вот мы подошли к конечному пункту наших расчетов – определению геометрических размеров «змеевика», способного нагреть за определенное время (4 часа) требуемый объем воды (90 литров) до заданной температуры (90ºС).
Все необходимые для расчета величины у нас уже есть.
Итак, наш регистр ГВС должен иметь площадь поверхности равную (см.формулу (4)):
Принимая во внимание, что труба имеет форму цилиндра, тогда площадь ее поверхности можно представить как:
где π=3,14; D – диаметр «змеевика»,м; l – длина «змеевика»,м.
Имеем две неизвестные – длину регистра ГВС l и его диаметр D.
Верхний конец регистра ГВС, желательно, размещать за стенкой топливника чуть ниже хайла (отверстия в верхней части топливника для выпуска печных газов). Нижний конец регистра ГВС не целесообразно опускать ниже уровня пода топливника.
В банных печах И.В.Кузнецова под топливника находится в 5 ряду внешней кирпичной кладки. Хайло топливника, в зависимости от модели печи», может находиться на уровне 14 ряда кирпичной кладки (модель печи БИК 41), 18 ряда кирпичной кладки (БИК П1 и БИК П2) или, как в случае печи БИК П3 – 24 ряда.
Принято считать, что толщина 1 ряда кирпичной кладки печи с толщиной шва между двумя смежными рядами кирпичей составляет 7 см.
Тогда для модели банной печи периодического действия БИК П1, вполне достаточной для семейной бани, в нижнем колпаке печи у нас имеется пространство высотой в 13 рядов (0,9м) для размещения регистра ГВС.
Глубина внутреннего пространства колпака, где можно разместить регистр ГВС, в указанных печах БИК составляет 1 ¾ кирпича, т.е.
Таким образом, теоретически, в печь БИК П1 можно вставить регистр ГВС П-образной формы с максимальной общей длиной до 1,78 м.
Принимая эту длину «змеевика» для наших расчетов из формулы (5) определим диаметр трубы, из которой должен быть изготовлен этот «змеевик».
Расчеты дают значение диаметра трубы D
Но при этом, при расчетах следует, в обязательном порядке, учесть два фактора.
1-й фактор. Бак с нагреваемой горячей водой, который, как правило, находится в моечной, должен быть теплоизолирован. Это следует сделать, чтобы свести к минимуму теплопотери нагреваемой в баке воды. Если этого не сделать, бак с нагреваемой водой будет своими стенками греть моечную. Интенсивность тепловых потерь будет прямо пропорциональна разности температур нагреваемой воды в баке и температуры воздуха в моечной. Следовательно, за время подготовки бани можно не достичь желаемой температуры нагреваемого объема воды.
2-й фактор. При изготовлении регистра ГВС надо учитывать то, что рано или поздно придется производить его замену в печи на новый. Срок эксплуатации регистра напрямую будет зависеть от марки стали, из которой он изготовлен. Поэтому следует продумать вопрос, каким образом его придется извлекать из печи. Это обстоятельство накладывает ограничения на реальные максимальные размеры данного регистра, а также его геометрическую форму (наличие скругленных углов, наличие дополнительной секции, ввариваемой параллельно вертикальному отрезку «змеевика»).
Примечание. Для изготовления регистра ГВС лучше всего использовать аустенитную хромистую жаропрочную нержавеющую сталь марки 12Х18H9 или 12Х18H10T . В этом случае (при условии обеспечения качественной сварки) он прослужит у Вас без ремонта лет 10 и более!
Итак, подведем черту сказанному.
В результате проведенных расчетов мы выяснили, что семье из 4 человек в бане вполне может хватить 90 литров горячей воды, нагретой до 90ºС. Для этого достаточно иметь бак под горячую воду объемом до 100 литров. В кирпичную банную печь конструкции БИК разработки И.В.Кузнецова достаточно вмонтировать регистр ГВС П-образной формы из металлической трубы диаметром 36 мм и максимальной общей длинной 1,78м.
Руководствуясь изложенными в данной статье подходами, теперь в силах каждого рассчитать под свои запросы для своей бани конструктивные параметры основных элементов такой системы горячего водоснабжения.
Как сделать систему водоснабжение для бани
Водоснабжение бани — требование последнего времени. Мы все больше привыкаем к комфорту и бак, в который носят ведрами воду из ближайшего колодца или речушки, уже мало кого устраивает. Все чаще требуется полноценная система водоснабжения бани.
Источники воды для бани
При планировании системы водоснабжения бани в первую очередь нужно определиться с источником, откуда будет забираться вода. Источников может быть несколько:
Проще всего дело обстоит, конечно, с централизованным водоснабжением. Вы просто подключаетесь к системе, делаете разводку по участку и бане, платите за пользование услугами.
Если такой роскоши, как централизованное водоснабжение нет, нужно озаботиться собственным источником воды. Это может быть колодец или скважина. Какой из них вам нужен – решать вам.
Виды скважин для водоснабжения бани
Артезианские скважины для водоснабжения дачи
Скважины бывают артезианскими (правильнее их называть скважинами до богатых водоносных горизонтов) или песчаными. Артезианские скважины – недешевое удовольствие. Водоносные горизонты залегают довольно глубоко от поверхности земли и требуют работы специального оборудования.
Для бурения артезианской скважины требуется специальное оборудование
На какую глубину нужно вам бурить скважину зависит от места расположения вашей бани. Разброс глубин очень велик – от 30 до 300 метров. Аналогичен разброс и в стоимости бурения. Но обычно бурение артезианских скважин себя оправдывает. Очень уж много у них преимуществ:
Фильтровые скважины для водоснабжения дачи
Скважины бывают еще песчаными или фильтровыми. В таком случае их бурят до ближайшего песчаного слоя. Глубина скважин в этом случае редко превышает 30 метров, но зависит от геологического и гидрологического строения почв на вашем участке.
При организации такого типа водоснабжения для бани обязательно делать фильтровую колонну. Ее сложность и структура зависят от степени рыхлости песчаного слоя: чем более рыхлый горизонт, тем больше вероятность засорения и запесочивания скважины, а значит, сложнее структура фильтра. Обычно сочетают фильтр из гравия и мелкоячеистой сетки, но могут быть и гораздо более многослойные конструкции.
Основные плюсы скважины «на песок» — невысокая стоимость и высокая скорость ее обустройства. Зато минусов тут довольно много:
Колодцы для водоснабжения дачи
Традиционный способ организовать источник воды возле бани – вырыть колодец. Он достигает ближайшего водоносного слоя, но не отличается ни чистотой воды, ни стабильностью ее уровня: во время дождей и паводка уровень воды в колодце поднимается, в засушливое время понижается. Кроме того, во время паводка, природные фильтры не всегда справляются со своей задачей и вода в колодце может быть мутной, или даже иметь биологические загрязнения.
Частично решить проблему можно при помощи так называемого абиссинского колодца. Его особенность в том, что длинную трубу с фильтром на конце забивают до следующего водоносного слоя. Максимально на 10-12 метров.
Как сделать абиссинский колодец самостоятельно
Его особенность и главная часть – заостренный отрезок трубы, в котором просверлено большое количество отверстий (своеобразный фильтр). Этот участок трубы забивают в грунт при помощи треножника и бабки – чугунной чушки или сделанного из армированного бетона с использованием цемента высоких марок куска цилиндрической формы. Забив первый кусок трубы, на него накручивают второй, третий и т.д. до тех пор, пока в трубе не появится вода. Ее наличие проверяют, резко опуская в забиваемую трубу отрезок полой трубы меньшего диаметра, привязанного к крепкой бечевке. При ударе о воду слышится характерный хлопок. Глубины достаточно тогда, когда воды в трубе будет не менее 50 см, а лучше 1 метра.
После достижения достаточной глубины наверху ставят вытяжной насос. В таком случае поднимать воду можно с глубины 7-8 метров. Если вода находится на большей глубине можно использовать погружной насос.
Современные модели имеют небольшие габариты и мощность, достаточную для подъема воды с 30 метров. При небольшой глубине залегания воды можно использовать ручной насос.
Устройство абиссинского колодца для водоснабжения бани
Абиссинский колодец хорош в тех случаях, когда между водоносными слоями нет очень плотных слоев или больших валунов. В этом случае необходимо использование специального бурильного оборудования и целесообразнее тогда уже устроить скважину.
Организация системы водоснабжения в бане
При использовании скважин для водоснабжения бани обязательна насосная станция. Самый лучший вариант с гидро-аккумулятором приличного объема. Если выбрать модель с маленьким резервуаром насос будет постоянно отключаться и включаться при расходе воды.
Тип насоса – вытяжной или погружной и его мощность зависят от глубины, с которой нужно поднимать воду и требуемого количества воды.
Современные погружные насосы имеют небольшие размеры и достаточную мощность для подъема воды с 30 метровой глубины
Важная часть системы водоснабжения бани – трубы. Если баню вы используете только в летний период, то использовать можно обычные или армированные гибкие шланги, соединяемые при помощи специальных или самодельных переходников или разветвителей. Летняя система водоснабжения может быть проложена по поверхности земли без заглубления. Если же вы планируете использовать баню и в зимний период, необходимо позаботиться о том, чтобы зимой вода в трубах не замерзала.
В любом случае, кроме насоса и накопителя для воды нужен будет еще манометр (датчик давления воды) и обратный клапан. Дальше уже идет разводка труб внутри помещений бани.
Зимнее водоснабжение в бане
После того, как вы устроили на участке источник воды, необходимо в случае зимнего водоснабжения трубы, по которым в баню будет подаваться вода, уложить на глубину, большую глубины промерзания грунта. Трубы при этом можно использовать пластиковые или металлопластиковые (медные – слишком дорогое удовольствие, а чугунные или металлические – прошлый век). Нелишним будет еще и утеплить их, используя материалы, которые не боятся влаги.
Для того чтобы подстраховаться на случай сильных морозов, в траншею можно насыпать 30 см керамзита или пенопластовой крошки, а поверху уложить заизолированные трубы, которые тоже можно засыпать частично не грунтом, а теплоизолятором.
Трубы для воды прокладывают ниже глубины промерзания грунта, не забывая при этом о теплоизоляции
Но если баня в зимний период не отапливается, температура в ней опускается обычно почти до уровня уличной.
Зимой в неотапливаемой бане замерзает вся имеющаяся вода
При таком варианте оставшаяся в трубах в бане вода обязательно замерзнет. Потому обязательно нужно предусмотреть возможность максимального слива воды из системы после каждого ее посещения в зимний период.
Разводка труб
Если баня отапливается газом, то вполне можно держать котел зимой на фитиле. В этом случае, стандартная газовая горелка сжигает около 2 кубометров газа в сутки. Температура в хорошо утепленной бане небольшого размера будет соответствовать комнатной, т.е. вода в морозы вода не будет замерзать.
В качестве водопроводных труб можно использовать армированные трубы из пенопропилена.
Для водопровода достаточно труб диаметром 20 мм или 25 мм. В видео показан один из вариантов разводки водопровода в бане. Вода подведена к душу, водонагревателю и обливному устройству.
Как правило, монтаж водопровода из полипропиленовых труб можно выполнить своими руками. Кроме труб понадобятся краны, фитинги, угольники, муфты и аппарат («паяльник») для пайки пенопропиленовых труб.
Пенопропиленовые трубы подходят не только для холодной воды, но и для горячей. О том, как правильно паять пенопропилен, показано в видео.
Если сомневаетесь в своих силах, то лучше доверить это дело профессионалам. Ориентируясь на цену за работу по подключению посудомоечной машины можно оценить общий объём работ по разводке системы водоснабжения, т.к. в смету входят единичные расценки на все возможные виды работ.
Нормы расхода воды при различных схемах водоснабжения загородного дома
Примером водоснабжения индивидуального дома может служить человек, который тащит к себе от дальней колонки или пруда пару ведер расплескивающейся воды. Если при этом использовать коромысло, то мы немного усовершенствуем подачу воды к своему дому. Но существуют более комфортные решения. Мы их рассмотрим в этой главе. Хотелось бы отметить, что, в зависимости от расположения вашего дома, удаленности от различных источников воды, схемы водоснабжения могут быть различные, сугубо индивидуальные. Чтобы разобраться во всем этом, застройщику неплохо было бы уяснить теорию водозабора (т.е. откуда берется вода), какая бывает вода, как проверить воду на качество.
Для различных хозяйственных целей (стирки, мытья посуды и т.п.) можно использовать т.н. техническую воду. На нее тоже существуют соответствующий ГОСТ и требования. В небольших количествах она не должна угрожать здоровью человека и животных.
Качество воды для полива не регламентируется. Для этой цели могут быть использованы воды различных водоемов, в т.ч. дождевая, талые воды (собранные в различных водозаборниках).
При определении пригодности воды необходимо провести физический, химический и бактериологический анализы. Если у вас нет соответствующего оборудования и вы плохо знакомы с ГОСТами и требованиями, то придется обращаться к специалистам (районные отделения санитарно-эпидемиологической службы). Вам необходимо в чистую посуду взять пробу воды и обратиться в ближайшее отделение СЭС с просьбой проверить на качество соответствующую жидкость. Обычно результаты анализа известны уже на следующий день. Если результаты покажут, что вода не является питьевой, не отчаивайтесь: во-первых, значит, она уже годится для хозяйственно-бытовых целей, во-вторых, ее можно довести до уровня питьевой, пропустив через фильтр (характеристики фильтров и принципы фильтрации вы найдете в конце этой главы). Не поленитесь после приобретения фильтра опробовать его и очищенную воду опять же принести в СЭС для проверки. Я думаю, результат будет положительный (но береженого Бог бережет).
Теперь рассмотрим теорию появления воды в вашем загородном доме. Водоснабжение загородного дома может осуществляться как от центральных систем водоснабжения населенных мест, так и от индивидуальных источников. Как правило, источниками являются подземные воды.
Даже при наличии поблизости водоема, реки, озера обычно воду для питья забирают из земли, более чистую, отфильтрованную подземными пластами. Подземные воды могут быть трех типов: верховодка, грунтовка и межпластовые воды.
Образование подземных вод происходит путем просачивания в подземные слои атмосферных осадков или вод поверхностных водоемов.
Нормы расхода воды (из расчета на 5 человек):
| Потребитель | Водопользование из водозаборных колонок | Водопровод и канализация без ванн | Водопровод и канализация с ваннами, местные водонагреватели | Водопровод и канализация с ваннами, местные водонагреватели | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| м3/сут | м3/ч | м3/сут | м3/ч | м3/сут | м3/ч | м3/сут | м3/ч | |
| Жители | 0,2 | 0,02 | 0,7 | 0,07 | 0,9 | 0,09 | 1,3 | 0,13 |
| Домашний скот | 0,3 | 0,03 | 0,3 | 0,03 | 0,3 | 0,03 | 0,3 | 0,03 |
| Полив территории | 0,3 | — | 0,3 | — | 0,3 | — | 0,3 | — |
| Итого | 0,8 | 0,05 | 1,3 | 0,1 | 1,5 | 0,12 | 1,9 | 0,16 |
Нормы расхода воды:
| Водопотребитель | Нормы расхода воды на одного человека | |
|---|---|---|
| л/сут | л/ч | |
| Жилые дома с водопроводом и канализацией без ванн | 120 | 6,5 |
| То же с газоснабжением | 150 | 7 |
| С водопроводом, канализацией и ваннами | ||
| — с водонагревателями на твердом топливе | 180 | 8,1 |
| — с газовыми водонагревателями | 225 | 10,5 |
| То же с быстродействующими газовыми водонагревателями и многоточечным водозабором | 250 | 13 |
| С централизованным горячим водоснабжением с умывальниками, мойками и душами | 230 | 12,5 |
| Водопользование из водоразборных колонок без ввода в дома | 40 | — |
Норму расхода воды на полив приусадебного участка рекомендуется принимать до 4 л/сут на 1 м2. Для тепличного хозяйства расходы воды принимаются в зависимости от типа теплиц (в сутки):