Zřízení studny s kesonem: instrukce krok za krokem + rozbor technických nuancí

Zařízení studny u domu řeší problém s nepřetržitým zásobováním vodou. Ale aby tento zdroj fungoval správně, je třeba celý proces správně zorganizovat – od vrtání studny až po její vybavení a uvedení do provozu.

Při trvalém bydlení v domě je nejrozumnějším řešením zřízení studny s kesonem. Tato verze má mnoho výhod, o kterých se dozvíte z našeho článku. V něm bude také řeč o postupné realizaci projektu.

Výhody studny s kesonem

Při celoročním používání studny se neobejdeme bez instalace kesonu u jejího ústí. Tato ochranná konstrukce představuje vodotěsnou komoru umístěnou ve vodou nasycené půdě. Z hlediska pohodlí údržby a provozu je studna s kesonem nejoptimálnějším řešením.

Kromě kesonu jsou nepostradatelnými prvky vodní studny hydroakumulátor, čerpadlo povrchového nebo ponorného typu, trubky, uzavírací a regulační armatury a podle přání majitelů také hlava studny.

V zimě je uvnitř kesonu udržována stabilní teplota. Obvykle neklesá pod 0 °C. Za těchto podmínek lze čerpací zařízení provozovat celoročně.

Toto řešení má řadu výhod:

1. Veškeré vodovodní zařízení je umístěno kompaktně v komoře a není třeba pro něj v domě vyčleňovat samostatné místo. Stejně jako v případě centrálního zásobování vodou bude nutné do domu zavést pouze potrubí a také napájecí kabel pro čerpadlo.
2. Pokud je dům určen výhradně k letnímu bydlení, pak k odstranění vody z vodovodu na zimu stačí otevřít vypouštěcí kohout, který je umístěn v kesonu.
3. Když je třeba přivést vodu do několika míst na pozemku, lze tento nápad realizovat velmi jednoduše vyvedením potřebného počtu potrubí z kesonu. Regulace procesu se přitom provádí pomocí ventilů.
4. Naviják namontovaný v horní části komory usnadní proces vyjímání čerpadla z hluboké studny v případě potřeby jeho opravy nebo výměny.
5. Komora ochrání vrtné zařízení, které se v ní nachází, před zamrznutím. Pokud je montáž kesonu provedena správně, nemusíte se obávat o zachování jeho obsahu ani při teplotě -35°C.

Tedy za přítomnosti kesonu nepříznivé vnější faktory nijak neovlivní kvalitu zásobování domu vodou.

Základním požadavkem na keson je těsnost. Při porušení této podmínky může po pažnicové trubce do vodonosné vrstvy proniknout špinavá voda z komory. Znečištění vodonosné vrstvy je nepřípustné, proto hlava studny a keson musí zůstat vždy suché.

Pro zásobování vodou domu a přilehlého pozemku je nejlepší volbou plastový keson. Zajišťuje 100% těsnost. Jeho dopravu a montáž usnadňuje nízká hmotnost.

Při výpočtu výšky této konstrukce je třeba vycházet z hloubky promrzání půdy. Aby byl keson zaručeně pod tímto bodem, bere se rozměr dva metry. Pro pohodlí provádění prací uvnitř kesonu by měl být průměr vnitřního prostoru v rozmezí 1–1,5 m.

Komora se vyrábí z kovu, plastu, cihel nebo železobetonových skruží. V jejím dně je místo pro upevnění konstrukce na pažnicové koloně. Průchodky pro vyvedení trubek a kabelů jsou ve stěnách. Pro zajištění pohodlného přístupu k zařízení je keson často vybaven žebříkem. Komora je uzavřena těsným víkem.

Podrobný návod k zřízení

Vše začíná výběrem místa pro vrt a volbou způsobu zřízení vodního zdroje.

Technologie zřízení zdroje vodovodu se skládá z řady po sobě jdoucích a zodpovědných kroků:

1. Vrt. První z etap je samotné vrtání vrtu.
2. Keson. Druhým krokem se přistupuje k procesu montáže kesonu.
3. Zateplení. Třetí etapa spočívá v tom, že se jáma zasype zeminou až po víko, poté se zateplí poklop.
4. Montáž zařízení. Čtvrtá etapa – po dokončení prací se přistupuje k montáži zařízení, které musí zajistit nepřetržitý a efektivní přívod vody do domu i na pozemek.

Proces montáže konstrukce kesonu se také skládá z několika operací.

Podívejme se na ty hlavní:

1. Ve dně kesonu se s mírným posunem od jeho středu udělá otvor pro následnou instalaci manžety (průchodky) pro pažnicovou kolonu. Průměr manžety by měl přesahovat odpovídající parametr trubky, měřený po vnějším obvodu, o 10-15 milimetrů.
2. Do bočních stěn kesonu se přivařují (instalují) průchodky pro vodovodní trubky a kabel.
3. Vykope se jáma tak, aby hrdlo po dokončení instalace vyčnívalo nad zemí nejvýše 20 cm. Pro snadné spojení komory s pažnicovou trubkou by měl být průměr jámy o 0,2-0,3 m větší než její vlastní odpovídající rozměr.
4. Pažnicová kolona se uřízne na úrovni terénu.
5. Na jámu se položí podpěry ve tvaru trámů. Na ně se umístí keson.
6. Spojí pažnicovou trubku s manžetou kesonu, provedou horizontální vyrovnání konstrukce a poté hermeticky přivaří.
7. Odstraní zpod komory hranoly, spustí ji do vrtu.
8. Zavedou do příslušných vsuvek trubku a kabel.

Voda v čerstvě vyvrtaném vrtu je vždy špinavá, proto je pro její vyčištění nutné provést proplach. Vrtaři radí nepoužívat k tomuto účelu zařízení zakoupené pro trvalé použití. S touto prací si skvěle poradí nejlevnější dočasné čerpadlo, a až bude vrt rozhoupán, lze spustit i trvalé.

Při výběru varianty uspořádání vrtu je lepší získat konzultaci od odborníků, aby se předešlo neefektivním nákladům. Ti zohlední všechny faktory a zdůvodní vhodnost realizace toho či onoho projektu.

Je třeba poznamenat, že montáž takové ochranné nádoby, jako je keson, není vždy nutná. Někdy se stane, že místnost vhodná pro umístění zařízení již existuje v oblasti vrtu.

V tomto případě bude racionálnějším řešením použít ji k určenému účelu a ušetřit na montáži kesonu.

Specifika výběru zařízení

Základními prvky zařízení pro vrt jsou:

• čerpadlo;
• hydropneumatický akumulátor;
• hlavice vrtu.

Hlavním typem zařízení je čerpadlo. Pro vrt se hodí jak povrchová, tak ponorná čerpadla. První typ zařízení se používá pro vrty relativně malé hloubky – do 10 m, druhý pro hlubší.

Důležitým momentem je nastavení automatického provozu zařízení vrtu. Provádí se tandemem tlakového spínače a hydraulické nádrže. Pracovní parametry tlaku se přejímají dle továrního nastavení nebo se provádí nastavení relé podle požadavků vlastníků.

Do schématu autonomního zásobování vodou patří: čerpadlo (1), trubka (2), bezpečnostní lano (3), kabelová spojka (4), elektrický kabel (5), vypouštěcí ventil (6), hlavice (7), výtlačné potrubí (8), kabelový kryt (9), filtr (10), spotřební ventil (11), tlakový spínač (12), manometr (13), hydropneumatický akumulátor (14), ovládací panel (15), keson (16).

Podrobně si probereme každé z hlavních zařízení, jejich roli ve schématu a svěřené funkce.

Krok č. 1 – vybíráme optimální typ čerpadla

Povrchová čerpadla jsou určena k instalaci na povrchu. V případě vrtu s kesonem se umisťují přímo do komory. S montáží takového zařízení nevznikají žádné potíže, tato čerpadla jsou jednoduchá i na údržbu.

V závislosti na konstrukčním provedení jsou povrchová čerpadla vírová a odstředivá. První z nich se používají pro čerpání vody z malé hloubky, druhé zvládnou i 10 m.

Čerpací zařízení venkovního typu se obvykle prodává již vybavené automatikou, která řídí jeho zapínání a vypínání. Přítomnost čerpací stanice ve vodovodní síti zajišťuje stabilní pracovní tlak.

Při výběru povrchového čerpadla je třeba zkontrolovat, zda má funkci jako ochrana proti suchému chodu. V opačném případě, pokud hladina vody ve studni klesne, může čerpadlo selhat.

Čerpadla ponorného typu se spouštějí přímo do studny. Umožňují těžit vodu z velkých hloubek. Výrobci někdy tyto agregáty vybavují plovákovými spínači, které je chrání před poruchou, pokud hladina vody ve studni klesne velmi nízko.

Výrobci vyrábějí čerpadla pro studny různá konstrukčním provedením a principem činnosti. Na výběr typu tohoto zařízení mají vliv provozní podmínky.

Drahé varianty povrchového zařízení mají speciální filtry, a proto mohou čerpat vodu, ve které jsou přítomny pevné příměsi.

Při výběru hlubinného čerpadla pro zdroj vody je třeba neztratit ze zřetele parametr, jako je jeho průměr. Modely jsou různé, některé lze použít při poměrně velkém průměru studny, zatímco do studny s malým průřezem se prostě nevejdou.

Cena zařízení z této kategorie je poměrně vysoká, ale i zde existuje cenové rozpětí. Modely v nerezovém pouzdře jsou dražší, výrobky v plastovém pouzdře jsou levnější.

Nejlepší výkon mají čerpadla ponorného typu, ale kromě tohoto parametru je třeba vzít v úvahu také délku vodního sloupce. Čím je větší, tím vyšší je tlak v systému.

Za provoz čerpadla odpovídá vlastník studny, protože řídí práci zařízení. Jeho zařízení dává možnost nastavit chod čerpadla na noční režim, regulovat v závislosti na teplotě.

Důležitý význam mají také rozměry studničního čerpadla. Průřez válce by měl být o 2-3 cm menší než odpovídající rozměr pažnice. Proto je třeba vybrat takové čerpadlo, aby vyhovovalo požadavkům na výkon, ale zároveň nepřekračovalo povolené rozměry.

Krok č. 2 – hydroakumulátor pro studnu

Účelem hydroakumulátoru je provádět plynulý start a zastavení čerpacího zařízení podle potřeby vody. Kromě toho toto zařízení udržuje stanovené minimum cirkulující vody v systému a zabraňuje hydraulickým rázům.

Toto zařízení ve vodovodním systému plní stejnou roli jako kompenzační nádrž v topném systému. V něm samotném je v normálním stavu vždy přítomno určité množství vody pod stabilním tlakem. Jeho přítomnost v systému zaručuje pomalejší opotřebení čerpacího zařízení, protože se zapíná méně často.

Hydroakumulátor plní 3 funkce: ochrannou, zásobní a omezující. První je ochrana proti vodnímu rázu, druhá je zajištění určité zásoby vody, třetí je omezení počtu spuštění čerpadla.

Materiál, ze kterého je vyroben plášť hydroakumulátoru a jeho jednotlivých součástí, nereaguje s vodou, a proto nijak neovlivňuje její kvalitu. Základem principu činnosti tlakové nádoby je využití stlačeného vzduchu. Ten je vháněn pod tlakem 1,5–2 atm do prostoru mezi pláštěm a pryžovou membránou.

Pracovní proces se skládá z následujících fází:

• stlačený vzduch působí na membránu při otevření vodovodního kohoutku;
• membrána se stlačí a přes výstupní ventil vytlačuje kapalinu;
• vstupní ventil se otevře, když objem vody dosáhne svého minima, a dutina se opět začne plnit vodou;
• proces se opakuje od počáteční polohy.

Existují dva druhy tohoto zařízení podle způsobu instalace: vertikální a horizontální. Pokud si budete muset vybrat mezi těmito dvěma typy, měli byste vědět, že ventil pro odvzdušnění přetlaku je u vertikálního zařízení nahoře. Celý proces probíhá automaticky.

Pro vhánění vzduchu do tlakové nádoby za účelem zvýšení tlaku je určena hrdlo. V nádrži se mohou během opravy nebo provozu objevit vzduchové kapsy. Vzduch se pak odstraňuje přes speciální ventil.

K odstranění vzduchu z horizontální konstrukce je nutné pomocné potrubí vybavené vypouštěním nebo kulovým kohoutem. Zde je nutný zásah člověka.

Krok č. 3 – hlava v konstrukci studny

Tento prvek vrtu (hlavice) patří k ochrannému zařízení. Montuje se nahoře na koncovou část vrtné trubky.

Jeho úkolem je chránit ústí vrtu před cizími předměty a znečištěním. Slouží také jako opora pro zavěšení čerpacího zařízení. Umísťují se na něj i některá další zařízení.

Na hlavici pro vrt je kladeno mnoho úkolů: utěsnění vrtu a zvýšení jeho vydatnosti, ochrana před nečistotami, ochrana před zamrznutím horní části vrtu, možnost zavěšení zařízení, ochrana zařízení před krádeží.

Ochrana se provádí z plastu nebo kovu – oceli nebo litiny. Plastová hlavice vydrží zatížení do 0,2 t, kovová do 0,5 t.

Obvykle malé zatížení snášejí hlavice vrtů do hloubky 50 m. Pro hluboké vrty se používají výkonná čerpací zařízení, kabely a těžká ocelová lana. K umístění všeho je potřeba kovová hlavice.

S pravidly a technologií instalace hlavice pro vrt svépomocí seznámí náš doporučený článek.

Důležité momenty při zřízení

S ohledem na některé technické nuance lze výrazně ušetřit na zařízení studny vybavené kesonem. Například použít keson z tovární výroby.

Pokud umístíte studnu blíže k domu, pak:

• sníží se objem zemních prací;
• bude potřeba méně trubek;
• bude zapotřebí čerpadlo s malým výkonem, postačujícím pouze k dopravě vody na povrch.

Ušetřit lze i při volbě způsobu vrtání. Pro vytvoření studny pro osobní účely lze provést práci pomocí ručního vrtáku. Někdy se používá elektrické nářadí, beranidla.

Nuance č. 1 – výběr metody vrtání studny

Při výběru konkrétního nástroje je třeba vycházet z vlastností půdy. Při samostatném vrtání studny ruční metodou bude nutné vynaložit značné úsilí, ale za příznivých podmínek se lze dostat k vodonosné vrstvě ležící v hloubce až 15 m.

Doporučuje se provést při jednom průchodu nejvýše pět otáček vrtáku, jinak bude jeho vyjmutí obtížné.

Vrták vyrobený vlastníma rukama poskytuje lepší výsledky. Důvodem je, že je vyroben pro konkrétní podmínky, takže se s ním lépe pracuje.

Studnu malé hloubky lze provrtat také pomocí šneku. Jeho otáčení se provádí jak ručně, tak pomocí mechanismů. V každém případě se nad budoucí studnou postaví věž ve tvaru trojnožky pro usnadnění zvedání nástroje. Při volbě druhého způsobu bude potřeba také elektromotor vhodného výkonu.

Pro ražbu studny se používá také úderně-lanová metoda. Pracovním nástrojem je zde trubka, jejíž okraje jsou ostře nabroušeny (zarážecí sklenice s pevnou hranou na spodním okraji). Díky své nemalé hmotnosti se s velkou silou zařezává do země, poté je vytažena pomocí systému lan a zbavena zeminy.

Při úderně-lanovém způsobu vrtání se používá trojnožka vysoká až dva metry. V jejím vrcholu je kladka s přehozeným lanem. K němu se připevňuje úderný nástroj.

Pažnicovou kolonu (trubku) se bere o něco většího průměru, než má úsek trubky nazývaný sklenice. Umisťovat ji je třeba s přísným dodržením svislosti. To je důležité při jakémkoli způsobu vrtání. Pokud se tato nuance zanedbá, mohou se zeminy zřítit.

Odborníci doporučují používat PVC trubky o průměru 12,5 cm. První trubka se spouští po průchodu jednoho metru. Dále se délka pažnicové kolony přidává podle hloubky. Segmenty se spojují pomocí závitů na koncích trubek.

Nuance č. 2 – tajemství vrtání studny

Vrtat studnu lze v kterémkoli ročním období, ale pracnost se bude lišit. Nejhorší variantou je jaro. V tomto období je podzemní voda na nejvyšší úrovni. Za takových podmínek je obtížné určit polohu hlavní vodonosné vrstvy.

Zřízení studny v létě je považováno za nejlepší variantu, protože se hladina vody stabilizuje a její místo výskytu lze snadno určit. Na podzim je nejlepším měsícem pro tyto práce září. V té době obvykle ještě nezačíná období dešťů a vodonosnou vrstvu lze určit bez obtíží.

Srážky v zimním období nemají vliv na stav podzemních vod. Ruční vrtání v zimě je kontraindikováno, protože půda silně promrzá.

V zimě lze vrtat studnu, dokud teplota neklesne pod -20 °C. Kvůli promrzání půdy jsou stěny studny chráněny před sesuvy. Podzemní voda je na minimální úrovni.

Nuance č. 3 – optimální materiál pro keson

Existuje několik druhů kesonů:

• ze železobetonových skruží;
• kovové;
• plastové;
• zděné.

Železobetonové skruže a cihly. Tento druh kesonů prakticky nezajišťuje dlouhodobou těsnost. To hrozí zaplavením zařízení a následnou ztrátou funkčnosti.

Kov. Pokud byly při výrobě kovových kesonů splněny všechny požadavky, budou mít dobrou těsnost.

Země je vůči kovu agresivním prostředím, proto jsou obvodové konstrukce těchto komor náchylné k oxidaci, což může vést k porušení těsnosti.

Plast. Kesony vyrobené z polymerních materiálů jsou pohodlné, mají malou hmotnost, jsou jednoduché na montáž a provoz. Pravděpodobnost porušení těsnosti je poměrně malá, protože materiál není náchylný ke korozi. Plastové kesony vydrží mnohem déle než kovové.

Závěry a užitečné video k tématu

Zřízení studny s betonovým kesonem:

Názorná pomůcka pro montáž kesonu a zařízení pro studnu:

Zřízení studny svépomocí je zodpovědný a náročný proces. Provést práce správně lze pouze s určitými znalostmi a dovednostmi. Ale není nic nemožného, klíčem k úspěchu je správný přístup a pečlivá příprava.

Je třeba si osvojit klíčové pravidlo: v zařízení studny nejsou žádné vedlejší součásti. Pokud je pro vás některý moment problematický, svěřte řešení odborníkům, abyste později nemuseli zřizovat novou studnu.

Povězte nám, jak jste si sami postavili keson nad ústím studny na venkovském pozemku. Podělte se o technické nuance, které se budou hodit návštěvníkům webu. Zanechávejte prosím komentáře v bloku níže, pokládejte otázky a vkládejte fotografie k tématu článku.