Вакуумный клапан для канализации

Об этом элементе канализационной системы дома некоторые владельцы не знают вообще ничего. То есть ни о его существовании, ни о предназначении, ни о важности установки, там, где она бывает необходима. Думается, имеет смысл внести ясность в этот вопрос, «закрасить белое пятно».

Итак, канализационная система должна создаваться по определенным правилам. Эти нормативы не взяты с потолка — они, можно сказать, «выстраданные», представляют собой некий обобщенный опыт нескольких поколений, дополненный научными изысканиями и подтверждениями. И манкирование этими требованиями часто ведет к повышенной аварийности канализации, и, пожалуй, всегда – к резкому снижению комфортности проживания в доме, где она оборудована не по правилам.

Но случается и так, что некоторые рекомендации сложно воплотить на практике из-за специфики системы. Тогда допускаются определенные отступления, правда, но с обязательной той или иной компенсацией. Вот к таким случаям как раз можно отнести и установку вакуумного клапана для канализации.

Необходимые сведения о фановой трубе канализации

Важность применения вакуумного клапана несведущему человеку трудно будет сразу понять, если он не имеет представления об общем строении системы канализации. И в особенности – о необходимости вентиляции и выравнивания давления в трубах. Собирательно говоря – о роли фановой трубы.

Давайте – по шагам.

Канализация должна вентилироваться…

В системе канализации все основные параметры тесно взаимосвязаны. Имеется в виду диаметры проложенных труб на различных участках, начиная от сантехнических приборов и заканчивая коллектором или септиком (выгребной ямой), угол уклона к горизонтали, под которым они монтируются, скорость перемещения стоков и степень заполнения каналов труб. Существуют специальные методики расчетов этих характеристик, и при правильном подборе и монтаже система должна работать без сбоев.

Оптимальный уклон призван обеспечивать ту скорость движения стоков, при которой вода практически полностью переносит все загрязнения. И при этом труба наполняется не полностью, а только на 0,5÷0,7 высоты совей полости. В верхней части канала свободно перемещается воздух и всегда сопутствующие любой канализации газы, понятно, весьма неприятного «аромата».

Подробнее на этих аспектах останавливаться не станем – они уже освещены на страницах нашего портала.

Почему так важна правильность уклона канализационных труб?

Просто для того, чтобы канализация в полной мере справлялась со своими прямыми задачами. Кстати, превышенный уклон труб канализации не менее вреден для системы, чем недостаточный. Подробнее об этом, с обоснованиями и расчетами – в отдельной публикации нашего портала.

Итак, если канализация спроектирована и смонтирована правильно, в ней всегда остается свободным воздушный канал. Он как раз и выполняет роль вентиляционного – по нему воздух с газами должен отводиться в атмосферу. Тем более что в канализационных трубах и камерах, ввиду насыщенности стоков органическими отходами, не прекращаются процессы брожения, гниения. И это всегда сопровождается выделением немалого количества газов, многие из которых, кстати, весьма небезопасны как с точки зрения токсичности, так и с позиций пожарной безопасности. То есть должен предусматриваться их своеременный отвод.

Вот именно для этого предусматривают вентиляционные выходы труб наружу. Как раз такие вентиляционные стояки и называются фановыми трубами.

Например, очень часто ими оснащены камеры септиков или выгребные ямы (на рисунке – поз. 4). Но если эти локальные очистные сооружения расположены неподалеку от дома, то канализационные запахи могут здорово портить уютную атмосферу во дворе. Поэтому обычно стараются вывести оголовок такой трубы повыше, чтобы «ароматы» сразу подбирались и уносились ветром. Это может быть и просто какой-то вертикальный вентиляционный выход, поднятый на определённую высоту, если позволяет специфика участка (поз. 3)

Самый распространённый вариант, особенно при строительстве в несколько уровней (этажей) — это создание вертикального стояка (поз. 1), к которому походят отводные участки от сантехнических приборов. Выше самой верхней высокой точки подключения отводного участка этот стояк сам по себе превращается в фановую трубу, проходит через кровельное покрытие и оканчивается оголовком на крыше. Подобный вариант можно считать наиболее надежным, так как он в полной мере справляется со всеми абсолютно задачам фановой трубы (об одной такой важной функции как раз и пойдет разговор чуть ниже).

Некоторые хозяева, не желая организовывать проход фанового стояка через чердачное перекрытие и кровлю, поступают так, как показано на схеме – поз. 2. То есть врезка вентиляционной трубы осуществляется к участку горизонтальной ее прокладки уже за пределами дома, а затем она вертикально поднимается вверх вдоль стены и оканчивается выше карнизного свеса кровли.

Безусловно, при выводе фановой трубы наружу должны соблюдаться определенные проявила по ее расположению относительно других объектов:

• Где бы труба ни располагалась, ее оголовок н должен быть ближе четырех метров от открывающихся окон или балконов.
• Обрез фановой трубы не может быть ближе 200 мм к поверхности кровли на скатных крышах или на плоских неэксплуатируемых.
• Не может быть он и ближе 100 от обреза сборной вентиляционной шахты.
• Если плоская кровля – эксплуатируемая, то высота фановой трубы над ней должна быть не менее трех  метров. И это уже в обязательном порядке предполагает наличие растяжек.
• неа фановую трубу никогда не надеваются дефлекторы или флюгарки.

Возможный эффект срыва водяных затворов

Иногда соблюсти все эти требования бывает весьма непросто, что и заставляет владельцев задумываться над вопросом: нельзя ли обойтись без фановой трубы, то есть без вентиляции. Ограничившись, например, выходом небольшого «грибка» в районе септика, а в доме – оставив стояк или разводку невентилируемой.

В принципе, можно, хотя и нежелательно. Но вот сейчас — самое время вспомнить вторую важную функцию фановой трубы. Речь идет о выравнивании давления в системе.

Выше уже говорилось, что в канализационной трубе всегда «гуляют» газы с весьма неприятным ароматом. Почему при правильно собранной системе мы их не чувствуем?

Да просто потому, что любые сантехнические приборы, подключаемые непосредственно к канализационным трубам, оснащаются водяным затвором. Или, как его чаще называют – сифоном.

На схеме выше хорошо показан принцип устройства сифонов различных сантехнических приборов. Обратите внимание на уровень воды в изогнутой нижней части этого затвора – он в «спокойном» состоянии соответствует уровню перелива в отходящую от прибора канализационную трубу. Конструкция при этом продумана так, что воздух из канализации преодолеть эту водяную преграду не может – запах в помещение не идет.

Пропускная способность сифонов всегда делается несколько ниже, чем у труб, к которым они подключаются:

— Например, и сечение выходной трубы сливного бачка, и сечение сифона в унитазе обычно соответствуют диаметру максимум в 70 мм. Тогда как унитаз всегда подключается к трубе диаметром в 110 м.

— Сечение трубок сифона раковины или ванны обычно аналогичны трубе диаметром в 30÷40 мм, а подключение осуществляется к 50-миллиметровой.

Почему изначально предусмотрено именно так? Из тех соображений, чтобы даже при максимальном выходе воды через сифон (смыв полного бачка унитаза или открытие сливной пробки в полностью набранной ванной) поток выходящей воды ни в коем случае не переполнял канализационную трубу. То есть в любом случае в трубе должно оставаться то воздушное пространство, о котором мы уже говорили выше.

А чем оно опасно, переполнение? Казалось бы, несколько минут — и все равно вода сойдет полностью. Подумаешь, какое-то короткое время не будет вентиляции…

Дело не в этом – опасность здесь совершенно иного рода.

Если вода (стоки) при выходе заполняет всю полость трубы, без воздушного просвета, то она во время движения начинает действовать, как поршень. То есть оставлять за собой область пониженного давления – разрежения. И это разрежение может стать настолько большим, что «прихватит с собой» и воду, которая должна оставаться в сифоне. Или «высосет» воду из гидрозатвора другого сантехнического прибора, подключённого к той же канализационной трубе. Воды в сифонах – не столь много, и чрезмерных усилий, чтобы стронуть ее с места и увлечь в трубу – не требуется.

Этот эффект обычно называют срывом сифонов. Но как бы его не именовали – последствия такого явления всегда одинаковы. А именно – гидрозатвор не работает. Нужного количества воды, закрывающего проход газам, в нем нет, и в помещение начинает проникать неприятный запах из канализации.

А как же сифон может срываться, если, как мы видели, в трубе не должно возникать сильных разряжений – ее диаметр всегда больше, чем диаметр слива сантехнического прибора? Да, это так, если речь идет об одном приборе. Но к одной отводной трубе, и уж тем более – к одному стояку чаще всего подключено сразу несколько приборов. Причем, в случае с общим стояком, количество точек подключения может быть весьма значительным.

Таким образом, всегда есть вероятность того, что в какой-то момент будут одновременно задействованы несколько сливов. При этом суммарный поток собранных с различных точек стоков может временно превысить пропускную возможность трубы, и она окажется заполненной «под завязку». То есть сработает тот самый «поршень», срывающий водяные затворы.

Посмотрим на схему. На ней просто для примера нарисован унитаз, но «механизм» срыва затвора одинаков и для всех других сантехнических приборов.

Но ничто такого не произойдет, если такое переполнение случится ниже точки подключения фановой трубы – за счет открытости в атмосферу разрежённости просто не возникнет – она компенсируется притоком воздуха извне.

Посмотрим на ту же схему, но только с небольшим изменением.

Почти то же самое, но изменения в том, что к канализационной трубе выше нашего условного «унитаза» подключена вертикальная фановая труба с выходом на улицу. Вот теперь срыва водяного затвора можно не бояться – «дефицит» давления в зоне разряжения будет сразу покрываться поступлением воздуха по ней. То есть давление будет уравниваться.

Казалось бы – готовое решение проблемы. Но не тут-то было. Можно ли у каждого «проблемного» сантехнического прибора установить фановую трубу? Нет, конечно, это будет и крайне сложно, и очень неудобно, затратно и т.п.

Далее, даже если вертикальный общий стояк имеет фановый выход, есть ли гарантия, что переполнение не случится на отводном участке, к которому, например, подключены ванна, умывальник и сливной шланг стиральной машинки? И здесь тоже остается вероятность такого неприятного казуса. Тем более что со временем канализационные трубы могут постепенно зарастать отложениями, то есть несколько уменьшаться в диаметре. Кроме того, постепенно возрастает и гидравлическое соротивление труб – за счет налипших на стенки помех. То есть стоки уходят не так «резво», и риск образования зон разряжения может повыситься.

Значит, помочь смог бы какой-то компактный прибор, который, с одной стороны, не допускал поступления неприятных запахов из канализации в помещения. А с другой – не давал создаваться зонам разряжения при массовом выходе стоков, то есть обеспечивал бы выравнивание давления.

Такой прибор существует. Это как раз тот самый вакуумный клапан, который является темой нашего рассмотрения.

По сути, мы уже незаметно разобрались с основным предназначением этого клапана. Что-то добавить по этому вопросу – сложно. Поэтому можно переходить сразу к рассмотрению устройства аэратора (второе название такого прибора) и основных принципов его монтажа.

Как устроен вакуумный клапан?

Уже из предназначения этого прибора понятно, что он должен оставаться закрытым при избыточном давлении в канализационной трубе или при его равенстве с атмосферным. А вот если в трубе возникает разрежение – клапанный механизм должен обеспечить открытие прохода для поступления воздуха извне.

Принцип – легко реализуемый с «привлечением» обычных гравитационных сил. Ниже на схеме представлено устройство одной из моделей аэраторов. Несмотря на возможную разницу в конструкции клапанов различных производителей, принцип практически не меняется.

Весь механизм клапана собирается в полимерном корпусе (поз. 1). Сам по себе прибор подразумевает только горизонтальное расположение, поэтому в нижней его части обязательно предусматривается то или иное приспособление для герметичного соединения с канализационной трубой. В показанном примере – это эластичная манжета (поз. 2) для вставки аэратора в раструб или даже просто в обрезанную трубу. Может быть соединительный узел в виде стандартного раструба канализационных труб или иные варианты. Но всегда эта установка — несложна, надежна и понятна.

Воздух может проникать в аэратор через заборную решетку или щелевидные отверстия (поз. 3). Они расположены снизу или на боковой части клапанной «головки», но наружный воздух практически всегда подложит к мембране клапана снизу.

Это очень легко объясняется. Клапанная заслонка (поз. 5) располагается в отведенном ей седле (поз. 4) и плотно прилегает к его краям эластичной манжетой (мембраной), не пропуская воздух из трубы в помещение. А прилегание обеспечивается банальной силой тяжести этой заслонки. То есть даже при равенстве давлений атмосферного и установившегося в трубе (стояке), клапан будет закрыт. Этому может способствовать еще некоторое избыточное давление в трубе, так как в канализации практически никогда не прекращается газообразование. То есть заслонка этим самым еще больше будет прижиматься к седлу (на схеме – это левый фрагмент).

Но если в трубе по тем или иным причинам создается даже небольшое разрежение, атмосферное давление преодолеет силу тяжести и приподнимет заслонку над седлом. Как говорится, «природа не терпит пустоты», и наружный воздух устремится в трубу, уравнивая давление и не давая сорвать сифоны.

Чтобы заслонка не перекашивалась, она может иметь специальные направляющие (поз. 6). Впрочем, многие модели обходятся и без них – центрирование производится за счет цилиндрической формы клапанного узла.

Можно из чистого любопытства «разобрать» еще несколько вакуумных клапанов различных моделей. Но каких-то принципиальных отличий мы все равно там не обнаружим.

Кстати, раз рассматривается устройство, сразу можно обратить внимание читателей на «ахиллесову пяту» любого клапана. Это, конечно, сама мембрана, точнее, та ее область, которая прижимается силой тяжести к седлу клапана.

И здесь речь идёт не об износе (он если и есть, то очень незаметен), а об иных препятствиях, способных помещать герметичному прилеганию створки:

• На седле клапана или на самой мембране со временем может скопиться пыль, способная превратиться в твердые комочки грязи, препятствующих плотному прилеганию створки. Часто об этом хозяевам извещает появившийся в помещения «аромат» канализации. Первое, что нужно сделать при подобном «звоночке» – это проверить чистоту мембраны и ее прилегание, провести аккуратную очистку узла от загрязнений.
• Второй вывод — вакуумный клапан необходимо ставить только в отапливаемом помещении дома. В противном случае с наступлением холодов на седле или на мембране могут намерзнуть капли конденсата, и прилегания клапанного механизма не станет. Да и вообще, не идут на пользу резиновой мембране слишком большие перепады температуры – она на холоде начинает «дубеть», теряя необходимую эластичность.

В остальном же – механизм прост донельзя, и сложно придумать какие-то обстоятельства, которые привели бы к поломке вакуумного клапана.

Какой клапан приобрести?

Вопрос непростой в том плане, что каких-то явных «фаворитов» или «раскрученных» моделей нет. Но вместе с этим – налицо весьма серьезный разброс цен. И плюс ко всему – нет каких-то четких критериев выбора, кроме, пожалуй, диаметра трубы, на которую монтируется клапан, габаритов, если место для его установки ограничено, и наиболее удобного способа соединения с трубой.

Мало того, если «пробежаться» по интернет-магазинам сантехнического оборудования, то можно увидеть, что зачастую и никаких параметров, кроме диаметра и габаритов, не указывается вообще. Иногда можно встретить пропускную способность по воздуху (литров в секунду), но на этом, пожалуй, и все.

Конечно, следует полагать, что более известные производители сантехнических изделий и клапан предложат максимально долговечный и надежный. Но можно встретить массу примеров, когда самые незамысловатые и недорогие аэраторы отечественного производства служат десятками лет и продолжают служить.

Поэтому – просто краткий обзор предлагаемых в продаже моделей и цен на них, но без каких-то рекомендаций в пользу того или иного изделия.

Наверное, этого уже достаточно, чтобы понять, насколько «пляшут» цены на подобные изделия. Причем, при примерно равных характеристиках, материале изготовления и т.п. Так что автор этой статьи никак не берет на себя ответственность рекомендовать те или иные модели – все слишком уж неочевидно.

Могут, правда, задать вопрос – а почему на некоторых аэраторах DN110 одна общая головка, а на других две маленьких?

Никакого особого секрета здесь нет. Просто производитель выпускает модели для труб и 50 мм, и 110 мм. И ему технологически проще объединить две меньшие клапанные головки в одном корпусе, чтобы получить аэратор для большего диаметра. А на работе самого прибора это особо не сказывается. Разве что ухаживать приходится за двумя мембранами. Но зато при выходе из строя одной – она и дешевле обойдётся при замене, чем одна большая.

Где и как устанавливается вакуумный клапан

Начать, конечно, следует с мест установки. Но они уже и так должны быть в общих понятны – по задачам клапана.

Тем не менее – перечислим:

• Классическое место установки – это «венчание» стояка, который по каким-либо причинам не удается сделать вентилируемым, то есть вывести через крышу. Установка проводится в самой высокой точке.

• На горизонтальном отводном участке, если к нему подключено несколько сантехнических приборов, то есть прослеживается вероятность срыва водяного затвора при массовом сбросе воды.

При этом клапан желательно размещать в самой дальней точке горизонтального участка, так, чтобы он расположился выше самого высокого сифона на этой ветке.

• В точке схождения сливных труб от нескольких сантехнических приборов, если их разовый суммарный сброс в какой-то момент может превысить пропускную возможность общей трубы. Такой пример был показан выше не одной из иллюстраций.

• В одноэтажном доме может и вообще не быть стояка. То есть горизонтальные отводные участки 50 мм сходятся к унитазу, подклеенному к трубе 110 мм, а оттуда сразу идет опуск и выпуск трубы наружу, в сторону септика или коллектора. Значит, не помешает вакуумный клапан и на участке врезки малых труб в большую – на случай массового сброса воды.
• Иногда сами обстоятельства начинают «диктовать» владельцу дома, где целесообразно установить вакуумный клапан. Например, канализационные трубы, наверняка, подзаросли, внутренний их диаметр уменьшился, и, казалось бы, штатный сброс воды все равно приводит к срыву сифона. Если пока нет возможности поменять полностью весь трубный участок – спасет установка аэратора.

Где бы ни устанавливался вакуумный клапан, в обязательном порядке предусматривается свободное поступление воздуха к месту его монтажа. Имеется в виду, что это не должен быть закупоренный шкафчик или плотно закрытое непроветриваемое помещение. Объем воздуха, увлекаемого водой, очень немалый – превосходит примерно в 25 раз.

Кроме того, необходимо продумать свободный доступ к клапану для его проверки, прочистки или иного обслуживания.

Положение вакуумного клапана, как уже говорилось – исключительно вертикальное, без вариантов.

Клапан желательно предохранить от забрызгивания. Это достигается его размещением на высоте примерно 250÷350 от горизонтальной трубы.

Ну а сам монтаж клапана, наверное, не имеет смысла особо и расписывать. Каждый, кто хот раз серьезно самостоятельно занимался сборкой канализационных разводок – справится с задачей без труда. Главное – разобраться с типом соединения, не забыть уложить манжеты в раструбы. Чуть больше возни всегда вызывает переход на чугунные старые трубы – но и здесь все решаемо.

То есть сам по себе монтаж никаких серьёзных особенностей, отличий от сборки других канализационных узлов, не скрывает.

Решает ли установка вакуумного клапана все проблемы?

Увы, нет, конечно.

Вернемся опять к фановой трубе, сделанной по всем правилам. Она выполняет не только функцию выравнивания давления внутри системы, но и обеспечивает эффективную вентиляцию. Ее установка настоятельно рекомендуется в следующих случаях?

• Если дом имеет более двух уровней (этажей) с установленной сантехникой и проведенной по всем этим уровням канализацией.
• Если по каким-то соображениям пришлось монтировать стояк из трубы 50 мм.
• Если в доме имеется крупный резервуар, нечто вроде банного бассейна, который приходится периодически опорожнять.
• Если септик расположен близко к дому, и от него доносится неприятный запах в жилую зону.

То есть в таких ситуациях необходимость фановой трубы, по идее, даже не должна обсуждаться.

Иногда владельцев жилья начинает «грызть соблазн» — не заморачиваться с проводкой трубы через кровлю. То есть ограничиться именно установкой в верхней точке вакуумного клапана. Надо сказать сразу – это не лучший вариант.

Аэратор должен рассматриваться как вынужденная мера, когда вывод фановой трубы невозможен в принципе. Или же – для упрощения и удешевления общей схемы с несколькими стояками. Нет нужды выводить их через крышу на улицу все – достаточно будет одной фановой трубы, а на остальных стояках вполне достаточно и качественных клапанов в верхней точке в помещениях. То есть вентиляция обеспечиваться будет – и с разрежением тоже вопрос решается.

Неужели вентиляция канализационных труб настолько важна?

• Во-первых, при разложении органики выделяются и крайне опасные для здоровья человека газы. И отравления такими продуктами, в том числе со смертельным исходом – вовсе не такая редкость. Лучше, чтобы они не концентрировались, а своевременно выходили в атмосферу.
• Во-вторых, есть еще один «подводный камень». Если вентиляционной циркуляции воздуха в трубах нет, то скопищу зловонных газов деваться некуда, и оно рано или поздно просочится и в помещения. Простой пример – семья, побыв за городом выходные, на неделю уехала «на зимние квартиры». За это время банально высохла (испарилась) вода из какого-то самого маленького сифона (скажем трап в душевой или сифон под ванной). И любимая дача встречает своих хозяев диким зловонием в комнатах, так как скопившиеся в высокой концентрации газы из канализации хлынули наружу.

А с фановой трубой таких масштабных неприятностей можно избежать.

*  *  *  *  *  *  *

Вывод: вакуумный клапан — очень полезный элемент системы канализации, который позволяет в ряде случаев значительно упростить схему, избежать срывов водяных затворов на длинных горизонтальных и других проблемных участках. Но рассматривать его, как полноценную замену фановой трубе – недопустимо!

Причина – он не обеспечивает необходимой вентиляции канализационной разводки. А без этого говорить о полноценности создаваемой системы — все же будет преувеличением.

Видео: Для чего необходим вакуумный клапан – аэратор