Které trubky jsou pro studnu nejvhodnější: přehled a srovnání všech druhů vhodných trubek

Při plánování organizace nezávislého zásobování domu vodou je nutné prostudovat technologii a nuance vytvoření studny. Jedním z klíčových momentů vybavení autonomního vodovodu je výběr pažnice.

Přiznejte si, že po investování nemalých prostředků a úsilí do vybudování studny byste se nejméně chtěli zabývat odstraňováním problémů spojených s nízkou kvalitou odběru vody.

Proto je třeba ve fázi projektování přistupovat s plnou odpovědností k výběru pažnicové kolony. My vám povíme, které trubky jsou pro studnu nejlepší, jaký materiál a typ spojení segmentů kmene je vhodné použít v různých situacích. Získané znalosti vás ochrání před nákupem nevhodného výrobku.

Požadavky na studniční kmen

Vybavení individuálního zdroje pitné vody je nákladný a pracný proces. Investováním prostředků do vrtání studny každý vlastník chaty nebo rodinného domu počítá s dosažením dlouhodobého výsledku.

Životnost, tlak studny a kvalitativní složení získané vody do značné míry závisí na vlastnostech trubek použitých pro vytvoření pažnicové kolony.

Při vrtání v hloubce půdy vzniká kanál, kde je následně umístěno čerpací zařízení. Aby byla zajištěna izolace vertikálního kmene od zemské kůry, do studny se ponoří pažnicové trubky. Mezera mezi zemí a stěnami kanálu se vyplní betonem nebo směsí štěrku a písku.

Vodovodní potrubí řeší řadu důležitých úkolů:

• chraní stěny výkopu před zřícením do prostoru studny;
• zajišťuje integritu studny při tlaku a pohybech půdy;
• brání znečištění – vnikání nečištěných odpadních a podzemních vod (posazené vody) do kmene;
• předchází zanášením studny.

Při vrtání do jedné trubky je pažnicová kolona současně i provozní – akumuluje vodu z vodonosné vrstvy, kterou čerpadlo dopravuje nahoru.

Obvykle se vrtání studny na pozemku, pokud je určena výhradně k zalévání a jiným hospodářským potřebám, provádí v jedné koloně. Pro pitné zásobování vodou kmen zahrnuje dvě trubky: pažnici a trubku nesoucí filtr.

Proto jsou na kvalitu a materiál použitých trubek kladeny vysoké požadavky:

• vysoká pevnost a odolnost proti deformacím po celou dobu životnosti (asi 20 let);
• úplná těsnost stěn a spojů;
• odolnost vůči korozi a negativním vlivům chemicky aktivních prvků;
• ekologičnost – materiál nesmí ovlivňovat složení získané vody;
• přímovitost provozní kolony.

Pro standardní použití je přípustné zkreslení délky pažnice v rozmezí 0,7 mm na běžný metr.

Práh odchylky rovnosti pro kanál zvýšené přesnosti: 0,5 mm – při průměru trubky v rozsahu 108-146 mm, 0,3 mm – pro trubky o průměru 33,5-89 mm. Údaje jsou uvedeny na 1 bm.

Parametry výběru pažnicové kolony

Neexistuje jediný správný standard vrtání. Metoda organizace studny se určuje individuálně.

Zohledňuje se mnoho ukazatelů: struktura půdy, výška hladiny podzemní vody a vodonosných vrstev, parametry čerpacího zařízení, kvalita vody, průměr a hloubka vrtání.

Projektování studny je lepší svěřit specializované firmě. Pracovníci porovnají všechny parametry, navrhnou optimální konstrukci, vypočítají výdatnost studny s ohledem na statickou a dynamickou hladinu vody (+)

Každá vrtná společnost nabídne vlastní variantu realizace projektu a doporučí, dle jejich názoru, optimální typ trubky. Konečné rozhodnutí o výběru pažnicové kolony činí zákazník.

Provádějící organizace především hájí vlastní zájmy, proto jejich rozhodnutí není vždy objektivní. Někteří dodavatelé se specializují na jeden typ zařízení studnového systému a snaží se „vnucovat“ pro ně výhodnou variantu.

Jediné správné řešení – předem se rozhodnout, jakou trubku vybrat a použít pro studnu, porovnat všechny argumenty „pro“ a „proti“, a teprve poté se obrátit na vývoj a realizaci projektu.

Při rozhodování je třeba zohlednit základní parametry výběru vodní zvedací trubky:

1. Materiál výroby. Tento parametr určuje rozpočet montážních prací, nosnost vůči zatížení horninami, opravitelnost a životnost studny.
2. Způsob spojování prvků kolony. Volba metody závisí na materiálu potrubí, hloubce vrtání a průměru pažnicové kolony. V každém případě musí být spojení zcela těsné, jinak se časem zhorší kvalita vody a čerpadlo i celá studna selžou.
3. Průměr trubky. Výpočet velikosti se provádí s ohledem na maximální možnou denní spotřebu vody.

Čím větší je průměr přívodního potrubí, tím vyšší je výkon studny.

Odborníci doporučují používat trubky o průměru 110 mm a více. Tato velikost je optimální pro normální výdatnost hlubinné studny a usnadňuje výběr ponorného čerpadla.

Typy materiálů a jejich vlastnosti

Studnové trubky se vyrábějí z kovu, azbestocementu nebo plastu. Velmi zřídka se při organizaci odběru vody používají dřevěné výrobky – jsou naprosto ekologické, ale navzdory ochrannému ošetření jsou citlivé na vlhkost půdy a náchylné k deformaci.

Druh #1 — pevnost a trvanlivost kovu

Kovové přívodní trubky jsou k dispozici ve dvou variantách:

• litinové;
• ocelové, které mohou být smaltované, pozinkované, vyrobené z nerezové oceli.

Velmi zřídka se pro pažení používají litinové analogy. Mezi kovovými sourozenci jsou tyto trubky cenově nejdostupnější, ale materiál je velmi křehký a těžký.

Mnoho společností odmítá pracovat s litinou kvůli obtížím montáže. Kromě toho není možné zaručit neporušenost a těsnost trubky – při pohybech půdní vrstvy může kov prasknout.

Ocel – tradiční, desetiletími prověřený materiál pro pažnicovou kolonu. Ocel prakticky 100% splňuje požadavky kladené na studniční trubky.

Výrobky z černého kovu důstojně odolávají zkouškám ve studnách různých hloubek bez ohledu na typ půdy.

Standardní tloušťka stěn je 5-6 mm, doba služby je řádově 50 let. Trvanlivost je určena rychlostí koroze ocelového plechu – 0,1 mm za rok.

Argumenty ve prospěch trubek z ocelového válcovaného materiálu:

• tuhost konstrukce – materiál je stejně dobrý pro malé studny (50 m) i pro hlubinné vrtání (až 300 m);
• přesné osové vycentrování sestavy a spolehlivost mezitrubkových spojů;
• stabilita materiálu – při kontaktu s vodou ocel neuvolňuje škodlivé látky;
• možnost údržby – díky mechanické pevnosti a odolnosti vůči vibracím je v instalované pažnicové koloně povoleno čištění studničního kanálu, dovídání v případě zanášení nebo ucpávání.

Hlavní nevýhodou ocelového potrubí je vysoká cena materiálu. Výrobci levnějších analogů, vychvalujíce své výrobky, argumentují další nevýhodou oceli – tvorbou rzi.

Existuje názor, že vzniklé nečistoty zhoršují kvalitu vody a zvyšují obsah železa v ní. Nicméně analýzy vody ze studní ukazují, že je to mýtus.

Rez není rozpustná ve vodě. Částice oxidovaného kovu dokáže zachytit i domácí filtr. Možná nepříjemnost kvůli rzi – porucha čerpacího zařízení, konstruovaného na průtok čisté vody.

Válcovaný kov s ochranou proti korozi cenově předčí běžné ocelové trubky, ale technicko-provozní vlastnosti materiálů zpochybňují účelnost přeplácení.

Smaltované trubky. Povlak předchází vzniku koroze, ale je velmi křehký a poškození při pažení se pravděpodobně nevyhnete. Místa odštěpků a mikrotrhlin smaltu jsou body vzniku rzi.

Během destrukce se může na poškozeném místě vytvořit skrz naskrz koroze, protože při výrobě smaltovaných trubek se používá kov menší tloušťky.

Smaltované potrubí splňuje všechny hygienické normy a nemění chuťové vlastnosti vody. Nevýhodou materiálu je nemožnost důkladného čištění potrubí kvůli křehkosti smaltu.

Pozinkované potrubí. Při pravidelném kontaktu s vodou se na stěnách trubky tvoří oxid zinečnatý – látka nebezpečná pro zdraví. Použití pozinkovaného potrubí je přípustné pouze při budování technické studny.

Standardní tloušťka pozinkované trubky je 2–2,5 mm – to není vždy dostatečné pro zajištění tuhosti konstrukce. Takové potrubí je náchylné k deformacím v důsledku pohybů půdy.

Nerezavějící ocel. Materiál má všechny výhody ocelových válcovaných výrobků a ještě vyšší cenu. Nerezová ocel se vyznačuje odolností proti korozi, což pozitivně ovlivňuje její životnost.

Má cenu kupovat nerezovou ocel, pokud se životnost vysoce výnosné studny rovná provozní životnosti ocelové trubky? Je třeba vycházet z finančních možností a účelu studny.

Instalace kovového potrubí je ekonomicky odůvodněná při budování hluboké artéské studny určené k pravidelnému používání.

„Povrchové“ písečné kanály sezónního použití je účelné vyrobit z dostupnějších materiálů.

Druh #2 — korozní odolnost azbestocementu

Zkouškou prošly i azbestocementové trubky, používané při odvádění vody již více než 70 let.

Materiál se vyznačuje některými pozitivními vlastnostmi:

• azbestocement zcela nepodléhá korozi;
• neutrální složení materiálu – složky nevstupují do chemických reakcí;
• neomezená životnost – více než 60–70 let;
• nízká cena.

Navzdory významným výhodám se dnes azbestocementové prvky při vývoji „vodního zdroje“ používají jen zřídka.

Hlavní nevýhodou azbestocementu je křehkost. Pro zpevnění se stěny trubek dělají silnější, což zvyšuje hmotnost výrobku a nutí kopat studnu o větším průměru.

K negativním stránkám azbestocementu lze zařadit:

1. Obtíže montáže. Instalace křehkého potrubí vyžaduje od pracovníků vysokou kvalifikaci. Práce se provádějí pomocí zvedací techniky.
2. Absence závitu. Sekce potrubí jsou spojeny natupo – dosáhnout úplné těsnosti spojů bez závitu je problematické.
3. Pochybná bezpečnost. Existuje teorie, že azbestová vlákna obsahují chryzotil – zdroj karcinogenních látek, které škodlivě ovlivňují zdraví. Nicméně v praxi toto tvrzení nebylo prokázáno.
4. Ztížené čištění. Beton je porézní materiál, v jehož mikrotrhlinách se hromadí nečistoty. Aby bylo možné provést kvalitní čištění stěn pažnicové kolony, bude nutné studnu zcela odvodnit.

Po instalaci azbestocementové pažnicové kolony jsou následné vrtné práce ve studni vyloučeny.

Technické vlastnosti materiálu neumožňují použití azbestocementových trubek pro „písčitý“ zdroj. Takové pažení je použitelné pro artéské studny o hloubce nejvýše 100 m

Druh #3 — odolný a cenově dostupný plast

Poměrně nedávno byl trh s pažnicovými výrobky rozšířen o plastové trubky. Moderní technologie představují důstojnou konkurenci tradičním ocelovým trubkám.

Srovnávací výhody prvků z polymerů:

• odolnost vůči vodě – i při neustálém kontaktu s vlhkým prostředím na plastu nevzniká koroze;
• po dlouhou dobu si zachovávají svou strukturu a neničí se;
• neovlivňují složení pitné vody;
• materiál nevyvolává rozvoj patogenních mikroorganismů;
• jednoduchost instalace a přepravy díky nízké hmotnosti;
• je možnost použít pro sestavení kolony závitové spojení, které zajišťuje absolutní těsnost spojů;
• ekonomičnost – studna s plastovými trubkami vyjde o řád levněji než kovové nebo azbestocementové pažení.

Předpokládaná životnost vodního potrubí z polymeru je asi 50 let. Tato teorie je založena na korozní inertnosti materiálu.

Hlavní nevýhodou plastu je nízká pevnost. Proto lze polymerové trubky instalovat pouze do jednotrubkových studní, které nepřesahují hloubku 50 m, nebo do dvoutrubkových jako vnitřní pažení.

Dalším argumentem proti použití plastových prvků je citlivost na teplotní výkyvy a mechanické namáhání. Plastové pažení nevydrží pohyby půdy a deformuje se při silných mrazech.

Polymerové vodárenské trubky se vyrábějí z různých druhů surovin: z neplastifikovaného polyvinylchloridu (PVC-U), mrazuvzdorného polypropylenu (MPP) a polyethylenu s vysokou hustotou (HDPE).

Výběr přívodní trubky pro studnové čerpadlo se provádí na základě technických vlastností polymerů.

Nejpevnější jsou trubky z NPVC – modul pružnosti činí 3000 MPa. Výrobek o průměru 12,5 cm při ponoření do země do hloubky 30 m vydrží zatížení 5 t a více. Pažení studny pomocí NPVC kolony lze provádět téměř na všech typech půdy.

Slabým místem prvků z neměkčeného polyvinylchloridu je citlivost na mráz. Tento problém se řeší instalací topného kabelu do studny.

Dobré ukazatele mrazuvzdornosti mají polymerní trubky z MPP a HDPE. Jejich hustota však často nestačí pro použití jako samostatná pažnicová kolona. Nejčastěji se tento plast používá jako provozní trubka při dvoukolonovém uspořádání studny.

Plastové prvky potrubí se spojují různými způsoby. Pro spojování PP trubek se používá speciální svařování. Při vytváření potrubí z jiných polymerů se používá hrdlový nebo závitový způsob fixace.

Druh #4 — kombinované potrubí

S cílem snížit korozní procesy a zlepšit kvalitu dodávané vody některé vrtné společnosti nabízejí pažení studny podle technologie „trubka v trubce“.

Do ocelového potrubí se vkládá plastový kanál z potravinářského polymeru HDPE.

Výhody kombinované metody:

1. Ochrana před znečištěním. Plastová trubka slouží jako jakási bariéra mezi vodou a ocelovými stěnami pažení – do potrubí se dostává méně rzi, která je nebezpečná pro čerpací zařízení.
2. Opravitelnost. Při poškození provozní polymerové trubky ji lze nahradit novou, přičemž se zachová celistvost pažnicové kolony;
3. Možnost následného prohloubení studny. V případě potřeby se plastový „rukáv“ vytáhne, otvor se převrtá a polymerové potrubí se zpětně nainstaluje s oporou o nový horizont.

Technologie „trubka v trubce“ umožňuje kvalitně obsluhovat studnu – pravidelně provádět čištění a včas měnit filtr.

Plastová provozní trubka zpravidla prochází vápencem a zahlubuje se do vodonosných vrstev. Ocel tak nepřichází do kontaktu s dodávanou pitnou vodou. Nevýhodou „dvojitého“ potrubí je zvýšení nákladů projektu.

Který způsob sestavení kolony je lepší?

Soubor požadavků na pažnicové trubky a technologie spojování segmentů studniční kolony je uveden v GOST 632-80. Předpisy umožňují použití různých metod montáže.

Na základě způsobu spojování se volí odpovídající typ trubky, proto je třeba tuto otázku vyřešit již ve fázi projektování studny.

Č. 1 — nerozebíratelný spoj trubek pro svařování

Svařování zajišťuje nejpevnější spojení kovových trub. Hlavní výhoda této metody je dnes zpochybňována zástupci řady vrtných společností.

Argumenty proti použití svařování:

• pravděpodobnost nedostatečné těsnosti svarového spoje;
• možnost odchylky trubky od svislé osy, což ztěžuje montáž kolony do vrtu;
• nedostatečná protikorozní ochrana spoje.

Avšak při vysoké úrovni profesionality svářeče k uvedeným vadám nedojde. Většina stavebních konstrukcí (mosty, příhradové nosníky, ropovody) je vyrobena z oceli a jsou zpravidla svařované.

Další otázkou je, že kvalitní provedení práce vyžaduje svařovací zařízení a zapojení kvalifikovaného elektrosvářeče. Tato opatření zvyšují náklady na prováděné práce, čímž snižují zisk a konkurenceschopnost výkonné organizace.

U svařovacích elektrod se používá ochranný obal, který zajišťuje legování svarového spoje. To zvyšuje pevnost kovu a zlepšuje korozní odolnost spoje.

Č. 2 — vodovodní potrubí se závitem

Při pažení vrtu válcovaným kovem používá 90 % vrtných společností závitové spojení a odkazují se na normy GOST. Zní to dost přesvědčivě, ale manažeři organizací často pomíjejí, že normy jsou platné pro trubky o průměru od 146 mm a tloušťce stěny nejméně 6 mm.

Použití závitové technologie výrazně zkracuje životnost pažnicové kolony.

U trubky o tloušťce 4,5 mm velikost závitu ne vždy dosahuje 1,2-1,5 mm. Při znalosti rychlosti působení koroze (0,1 mm/rok) lze předpokládat, že za 12–15 let trubka v místě spoje prorezaví.

Použití závitového spojení na plastových potrubích nemá tak žalostné následky, naopak je považováno za nejspolehlivější.

Je k dispozici několik variant spojování polymerových trub:

1. Nipplové. Závit je řezán na vnitřní straně plastových trub. Dva prvky jsou spojeny přes nipl s vnějším závitem. Průměr šachty se nezvětšuje.
2. Spojkové. Na obou koncích trubky je vnější závit. Spojení se provádí pomocí nátrubku, který zvětšuje průměr vrtu.
3. Hrdlové se závitem. Používají se segmenty se závitem na vnějším a vnitřním povrchu – spojení se provádí bez dalších prvků.

Při hrdlovém spojení je přípustné mírné rozšíření průměru v místech spoje.

Hrdlová metoda spojování bez závitu se ve vrtech nepoužívá – není možné kontrolovat proces zasouvání trubky do trubky. Navíc spojení nezajišťuje potřebnou těsnost kolony a časem dochází k sesedání.

Tlakové nebo beztlakové potrubí?

Jedině správnou variantou je použití tlakových trubek. Pouze takové výrobky jsou schopny odolat oboustrannému tlaku. Z vnější strany působí na stěny sloupu vztlak zeminy, zevnitř pak tlak vody.

Vybudování tlakového potrubí ochrání vodonosný systém před předčasným selháním. Při výběru tlakové trubky se porovnává hodnota jejího pracovního tlaku s předpokládanou vydatností studny.

Níže uvedené videorecenze vám pomohou rozhodnout se pro nejoptimálnější variantu pažení studny.

Závěry a užitečné video k tématu

Porovnání kvality závitového spoje na NPVC trubkách:

Přehled ocelových trubek se svařovaným a závitovým spojem:

Zkouška pevnostních charakteristik kovové a plastové trubky:

Ze všeho výše uvedeného se nabízí závěr: pro dům s celoročním bydlením, kde je studna jediným stálým zdrojem pitné vody, je důležité zajistit stabilitu a spolehlivost tlakového vodovodního systému.

Optimální variantou je dvoutrubkový sloup z oceli a plastu. Polymer je vhodný pro mělkou šachtu při zřizování „sezónní“ studny.

Hledáte vhodný typ trubky pro zařízení studny? Nebo jste se již rozhodli? Zanechte, prosím, komentáře k článku a ptejte se na otázky, které vás zajímají. Formulář pro zpětnou vazbu naleznete níže.