Калькулятор кессона для скважины
Считает высоту кессона по глубине промерзания (числом или по формуле СП 22.13330), котлован с откосом и вывозом грунта, подушку и плиту, утепление, обвязку и цену по вашим ценам. Отдельно проверяет всплытие по силе Архимеда с учётом плиты и засыпки, а напор насоса считает по СП 30.13330.2020. Схема в масштабе показывает всё, что вы вводите.
Нормативную глубину берут из СП 22.13330 для вашего грунта и климата или у местных проектировщиков
Сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму по СП 131.13330 для вашего города
Допущение: насколько ввод трубы должен быть глубже границы промерзания
Допущение: чтобы талая вода не заливалась внутрь
Снаружи, от дна до верха горловины
Вес корпуса считается по толщине стенки и плотности
Из паспорта изделия
Допущение: место под обсыпку, утеплитель и трамбовку
0 — вертикальные стенки. Нужный откос зависит от грунта и глубины
С каждой стороны
Типовое: песок около 1,1, суглинок 1,2, глина 1,3
От земли. 0 — котлован залит до поверхности, самый тяжёлый случай
Допущение: добавка к выталкивающей силе
Закреплённая плита удерживает корпус своим весом в воде
Допущение: засыпка над выступающей частью плиты прижимает её. Работает только при креплении корпуса анкерами
Утеплитель кладётся снаружи корпуса, учитывается объём с запасом
От оголовка, при откачке. Из паспорта скважины
От оголовка, глубже динамического уровня
Высота самого высокого прибора в доме
Из паспорта скважины
СП 30.13330.2020, п. 8.21: на отметке самого высокого прибора не менее 20 м вод. ст.
Таблица А.2 СП 30.13330.2020 для домов квартирного типа, общий расход воды
Норма таблицы не включает полив участка
Труба и кабель
Труба ниже промерзания
От ввода до щитка (допущение)
Из-под крышки до выхода
Цены из вашего магазина, сайт цены не отслеживает. Пусто или 0 — не считать. Насос, автоматика, работа и крышка в стоимость не входят.
Разрез в масштабе: бежевое — грунт, светло-серое — подушка и плита, толстая линия — корпус, оранжевое — утеплитель, синяя штриховая — граница промерзания, голубая пунктирная — уровень воды. Под разрезом план: котлован, плита, корпус, обсадная труба, труба к дому
Как подобрать высоту кессона
Ввод трубы в кессон должен находиться ниже границы промерзания грунта. Поэтому высота определяется климатом, а не желанием: корпус должен опускаться на глубину промерзания плюс запас и подниматься над землёй на высоту горловины.
Глубина промерзания по формуле
Если у вас нет готового значения, калькулятор считает нормативную глубину сезонного промерзания по п. 5.5.3 СП 22.13330: dfn = d0 × √Mt. Mt — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму для вашего города, её берут из таблиц СП 131.13330.
| Грунт | d0, м |
|---|---|
| Суглинки и глины | 0,23 |
| Супеси, пески мелкие и пылеватые | 0,28 |
| Пески гравелистые, крупные и средней крупности | 0,30 |
| Крупнообломочные грунты | 0,34 |
Для грунта неоднородного сложения d0 берут средневзвешенным по глубине промерзания. Например, суглинок и Mt = 22,9 дают 0,23 × √22,9 = 1,10 м, а при Mt = 30 получается 1,26 м. Для расчёта высоты это нормативная, а не фактическая глубина: рядом с дорогой, при бесснежной зиме или на открытом участке грунт промерзает глубже.
Размеры и объём
Внутренний объём — площадь дна на внутреннюю высоту за вычетом толщины дна у пластика и стали; у бетонных колец дно — плита основания. Для корпуса Ø 1,2 × 2,0 м со стенкой 12 мм площадь дна 1,13 м², объём 2,25 м³, наружный диаметр 1,224 м.
Всплытие и пригруз
Когда грунт насыщен водой, пустой корпус выталкивается силой, равной весу вытесненной воды: наружная площадь × погружённая глубина × 1000 кг/м³. Уровень воды в паводок вводится от земли: 0 означает, что котлован залит до поверхности, это самый тяжёлый случай.
| Что держит корпус | Как считается |
|---|---|
| Вес корпуса | Объём стенок и дна × плотность: пластик 950, сталь 7850, бетон 2400 кг/м³ |
| Плита в воде | Объём плиты × (2400 − 1000) кг/м³, только если корпус закреплён к ней анкерами |
| Засыпка над свесом плиты | Площадь свеса × глубина × 1000 кг/м³ (допущение: вес песка в воде), тоже только при креплении |
| Запас | Выталкивающая сила умножается на (1 + запас), по умолчанию 10% |
Если веса не хватает, калькулятор показывает недостающие килограммы, объём бетона-пригруза в воде (недостаток ÷ 1400) и толщину плиты, при которой она удержит корпус сама. Прочность анкеров и стенок он не проверяет.
| Корпус Ø 1,2 × 2,0 м из пластика 12 мм, вода у поверхности | Выталкивающая сила | Держит | Результат |
|---|---|---|---|
| Не закреплён | 2118 кг | 100 кг | нужно 1,59 м³ бетона в воде |
| Анкеры и плита Ø 1,62 м × 15 см, без засыпки | 2118 кг | 535 кг | нужно 1,28 м³ или плита 77 см |
| Анкеры, плита и засыпка над свесом | 2118 кг | 2145 кг | с запасом 10% не хватает 185 кг, плита от 21 см |
| То же, вода на 1 м от земли | 941 кг | 2145 кг | веса достаточно |
Котлован, подушка и грунт
Дно котлована шире корпуса на заданный отступ с каждой стороны (допущение, по умолчанию 0,5 м), глубина равна глубине дна корпуса плюс подушка и плита. Откос вы задаёте сами: 0 означает вертикальные стенки, нужный откос зависит от грунта и глубины. Объём считается как для усечённого конуса или пирамиды, точно.
Обратная засыпка — либо песок (тогда весь вынутый грунт вывозится), либо свой грунт (вывозится только излишек, равный подушке, плите и корпусу в земле). Объём в разрыхлённом состоянии получается умножением на коэффициент разрыхления, по умолчанию 1,25; число рейсов считается по объёму кузова.
Утепление
Утеплитель кладётся снаружи корпуса: боковая поверхность по высоте от верха (или весь корпус) и крышка. Объём считается с запасом на подрезку. Калькулятор отдельно показывает, какая часть корпуса, находящаяся в зоне промерзания (от земли до глубины промерзания), закрыта утеплителем. Для корпуса из примера при промерзании 1,4 м и утеплении верхних 60 см закрыто 0,40 м из 1,40 м: от верха отсчитывается и горловина над землёй.
Насос и водопотребление
Требуемый напор насоса считается по формуле (14) СП 30.13330.2020 (п. 8.27):
Потери на участке по п. 8.28: Hl = i·l·(1 + kl), kl = 0,3 для хозяйственно-питьевых водопроводов жилых и общественных зданий. Удельные потери i считаются по Дарси — Вейсбаху для воды при 10 °C (вязкость 1,31·10⁻⁶ м²/с) и гладкой полиэтиленовой трубе (шероховатость 0,01 мм, допущение); длина трубы — глубина насоса, расстояние до дома и высота крана. Внутренние диаметры взяты для труб ПНД SDR 11. Скорость воды выше 1,5 м/с калькулятор отмечает: это верхняя граница допустимых скоростей в приложении И СП 30.13330.2020.
Нормы водопотребления
| Жилой дом квартирного типа (таблица А.2 СП 30.13330.2020) | Л на человека в сутки |
|---|---|
| С водопроводом и канализацией без ванн | 70 |
| С ваннами и водонагревателями на твёрдом топливе | 110 |
| С ваннами и газовыми водонагревателями | 120 |
| С централизованным горячим водоснабжением, умывальники, мойки и души | 130 |
| С сидячими ваннами, оборудованными душами | 160 |
| С ваннами длиной от 1500 мм, оборудованными душами | 180 |
В калькуляторе доступны значения 70, 110, 120 и 180 л и своя норма. Полив участка в таблицу не входит, его вносят отдельным числом. Объём накопителя равен суточному потреблению, умноженному на выбранный запас в сутках.
Вводы, траншея и вентиляция
Трубу и кабель заводят через боковую стенку ниже границы промерзания: труба, заведённая сверху, проходит весь слой промерзания. Калькулятор предупреждает, если глубина траншеи меньше глубины промерзания, считает объём траншеи (длина × ширина × глубина), длину трубы с запасом, длину кабеля (до насоса, внутри кессона, до дома и запас в доме) и число гермовводов. Вентиляционная труба считается по заданной длине.
Пример расчёта
Кессон Ø 1,2 × 2,0 м, пластик 12 мм, промерзание 1,4 м, семья 4 человека
- Нужная высота: 1,40 + 0,30 + 0,20 = 1,90 м. Корпус 2,0 м: дно на глубине 1,80 м, глубже границы промерзания на 0,40 м.
- Объём 2,25 м³, площадь дна 1,13 м², наружный диаметр 1,224 м.
- Котлован: дно Ø 2,22 м, глубина 2,20 м (1,80 + подушка 0,25 + плита 0,15), объём 8,55 м³. Песка на подушку 0,97 м³ и засыпку 5,15 м³: 6,12 м³, около 9,8 т. Грунт вывозится весь: 10,68 м³ при разрыхлении 1,25, 2 рейса по 8 м³.
- Бетон плиты Ø 1,62 м × 15 см: 0,31 м³.
- Вода у поверхности, корпус закреплён к плите: сила 2118 кг против 100 + 435 + 1611 ≈ 2145 кг; с запасом 10% (2330 кг) не хватает 185 кг, то есть 0,13 м³ бетона в воде или плита толщиной от 21 см.
- Утепление 50 мм: боковая поверхность 2,31 м² и крышка 1,18 м², всего 0,192 м³ с запасом 10%.
- Насос: динамический уровень 30 м, кран выше оголовка на 6 м, труба 32 × 3,0 мм длиной 61 м при 2 м³/ч. Потери 4,51 м с местными сопротивлениями, напор 36,0 + 4,51 + 20 = 60,5 м, скорость 1,05 м/с.
- Потребление при 180 л на человека: 720 л/сут, накопитель на двое суток 1440 л; насос работает 0,36 ч в сутки, накопитель наполняется из скважины с дебитом 2,5 м³/ч за 0,58 ч.
Что меняется, если считать промерзание по формуле
- Суглинок и Mt = 22,9: 0,23 × √22,9 = 1,10 м вместо 1,4.
- Нужная высота: 1,10 + 0,30 + 0,20 = 1,60 м; корпус 2,0 м даёт запас под границей 0,70 м.
- Остальное не меняется, если не менять высоту корпуса. Если взять корпус 1,6 м, глубина котлована, вес корпуса и выталкивающая сила уменьшатся, и всплытие считается заново.
Что калькулятор не делает
- Не проверяет прочность стенок, анкеров и плиты: это делает производитель изделия.
- Не знает нормативной глубины промерзания вашего города: вы вводите её или Mt из климатических таблиц.
- Не подбирает откос котлована и крепление стенок.
- Не считает теплотехнику утепления: толщина утеплителя ваша.
- Не подбирает насос по каталогу и не учитывает потери в фильтрах и автоматике, кроме коэффициента местных сопротивлений 0,3 и 3 м на водонагреватель.
- Не знает цен: стоимость считается по введённым вами ценам; насос, автоматика, крышка и работа в неё не входят.
Частые вопросы
Какой глубины должен быть кессон?
Высоту считают от глубины промерзания грунта: нужная высота равна глубине промерзания плюс запас ниже границы плюс горловина над землёй. Запас и горловина в калькуляторе — допущения (по умолчанию 0,3 и 0,2 м), их можно менять. Глубину промерзания вводят для своего города и грунта или считают по формуле СП 22.13330 (п. 5.5.3) прямо в калькуляторе.
Как посчитать глубину промерзания по формуле?
Нормативная глубина равна d0, умноженному на корень из Mt. Коэффициент d0 зависит от грунта: 0,23 м для суглинков и глин, 0,28 для супесей и мелких песков, 0,30 для крупных песков и 0,34 для крупнообломочных грунтов. Mt — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму, её берут по таблицам СП 131.13330 для своего города. Например, суглинок и Mt = 22,9 дают 0,23 × √22,9 = 1,10 м.
Почему кессон всплывает?
Весной грунт насыщается водой, и пустой корпус работает как поплавок: вода выталкивает его с силой, равной весу вытесненной воды. Корпусу диаметром 1,22 м, погружённому на 1,8 м, достаётся около 2,1 тонны подъёмной силы, а пластиковый корпус весит около 100 килограммов. Поэтому его крепят анкерами к бетонной плите и засыпают песком; калькулятор показывает, хватает ли веса плиты и засыпки, и сколько бетона добавить.
Откуда в расчёте вес плиты в воде и засыпки?
Бетон в воде теряет вес вытесненной воды: на кубометр приходится 2400 − 1000 = 1400 кг. Засыпка над выступающей частью плиты прижимает плиту, если корпус закреплён к ней анкерами; для песка принят вес в воде 1000 кг/м³ (допущение). Если вы не уверены в креплении, отключите засыпку или выберите «не закреплён»: калькулятор тогда считает только вес корпуса.
Что лучше — пластик, металл или бетонные кольца?
Калькулятор не оценивает срок службы, он считает вес и объёмы. Пластик самый лёгкий, поэтому ему нужен самый тяжёлый пригруз, сталь тяжелее в десятки раз, а бетонные кольца своим весом часто держат себя сами. Какой материал выбрать, зависит от грунта, воды и вашего бюджета, а прочность стенок проверяет производитель.
Нужно ли утеплять кессон?
Это решение зависит от района и конструкции. Калькулятор считает объём утеплителя на боковые стенки и крышку и показывает, какая часть корпуса, находящаяся в зоне промерзания, закрыта утеплителем. Толщину утеплителя вы задаёте сами: теплотехнический расчёт этот калькулятор не делает.
Как считается напор насоса?
По формуле (14) СП 30.13330.2020 (п. 8.27): требуемый напор равен геометрической высоте подачи плюс потери в трубопроводе плюс свободный напор у прибора. Геометрическая высота — динамический уровень воды плюс высота верхнего крана над оголовком. Потери в трубе считаются по Дарси — Вейсбаху для воды при 10 °C с коэффициентом местных сопротивлений 0,3 (п. 8.28 для хозяйственно-питьевых сетей). Свободный напор по п. 8.21 принят 20 м, потери в водонагревателе — 3 м, если он есть.
Откуда взяты нормы водопотребления?
Из таблицы А.2 СП 30.13330.2020 для жилых домов квартирного типа: 70 литров на человека в сутки без ванн, 110 с ванной и твердотопливным водонагревателем, 120 с газовым водонагревателем и 180 для ванн длиной от 1500 мм с душем. Таблица не включает полив участка, его добавляют отдельным полем в литрах в сутки.
Почему важна производительность насоса и дебит?
Если насос качает больше, чем скважина отдаёт, уровень воды падает, и насос остаётся без воды. Калькулятор сравнивает производительность насоса с дебитом из паспорта скважины и проверяет, что насос стоит глубже динамического уровня воды. Накопительный бак смягчает пики расхода: он набирается из скважины за время, которое тоже показано в результатах.
Связанные расчёты
Как мы считаем и проверяем: нормы берём из СП, ГОСТ и технических листов производителей, числа на странице совпадают с результатом калькулятора. Подробнее о методике. Нашли ошибку? Сообщите нам.