Первые технические условия (ТУ) для водопроводных труб и фасонных деталей начали разрабатываться и внедряться в Российской империи на рубеже XIX-XX веков. В то время ТУ составляли, пересматривали, обновляли и утверждали на Русских водопроводных съездах начиная с 1893 года. Это мероприятие проводилось один раз в два года.
Так, например, V съезд состоялся в Москве в 1901 году. Его материалы опубликованы в III части Справочной книги HÜTTE под редакцией инженера Г. Л. Зандберга, которая была издана в Москве в 1917 году. Некоторые ТУ 1901-го обозначены в 13-м Отделе «Водоснабжение» на 826 странице и начинаются с «Качества воды».
Первая мировая война, последовавшая за ней большевистская революция и Гражданская война прервали проведение Русских водопроводных съездов. Однако с 1925 года съезды возобновили свою работу и стали называться Всесоюзными водопроводными и санитарно-техническими съездами (фото 1-2).
Во второй половине ХХ века требования к качеству воды начали ужесточаться. Одной из первых строгие нормы начала вводить Германия, затем инициативу подхватили другие страны, включая Россию. Нынешние стандарты и нормативы к питьевой и технической воде сильно отличаются от ТУ 1901 года. За 120 лет представления медиков, ученых, инженеров, монтажников и производителей о воде кардинально изменились, что отразилось на действующих санитарно-технических правилах.
Теперь нормативы и ТУ, принятые на первых Русских водопроводных съездах, кажутся устаревшими и совершенно неприемлемыми. Вот, например, отрывок текста о качестве воды из III части справочника HÜTTE 1917 года, 13-й отдел «Водоснабжение», страница 826 (фото 3):
«1. Питьевая вода должна быть по возможности бесцветна, светла, прохладна, без постороннего запаха и без особого привкуса. Вода, удовлетворяющая этим условиям, может, однако, распространять тиф, холеру, кровавый понос, рвоту, сибирскую язву, животные паразиты; необходимо поэтому производить местные исследования, а через определенные промежутки времени – химический и бактериологический анализы. На глубине 4 метров вода почти не содержит в себе зародышей. Если в ключевой или грунтовой воде содержится большое количество бактерий, то это указывает на недостаточную фильтрацию через грунт».
На рубеже XIX-ХХ веков питьевая вода закачивалась в городские водопроводы непосредственно из природных источников, водоемов или водохранилищ без какой-либо очистки и фильтрации. Знакомые нам водоочистные сооружения только начинали появляться, главным же фильтром считался сам грунт, через который вода из водоносного слоя просачивалась и выходила на поверхность. Состав и плотность грунта, как известно, влияют на химический состав воды, на ее чистоту и свойства. Для выяснения химических параметров и пропорций загрязнения воды немецкие и русские ученые царских времен проводили полевые и лабораторные исследования. По их результатам, в частности, была составлена таблица, которую включили в III часть справочника HÜTTE на 826-й странице. Вот ее отрывок:
Вода, проходящая через грунт (гранит)
• содержит плотный остаток от 24 до 210 мг в 1 литре;
• содержит органические вещества от 5 до 16 мг в 1 литре;
• жесткость от 1,3° до 7°.
Вода, проходящая через грунт (глинистый сланец)
• содержит плотный остаток от 60 до 180 мг в 1 литре;
• содержит органические вещества от 17 до 21 мг в 1 литре;
• жесткость от 0,8° до 6°.
Вода, проходящая через грунт (песчаник)
• содержит плотный остаток от 90 до 300 мг в 1 литре;
• содержит органические вещества от 3 до 9 мг в 1 литре;
• жесткость от 2° до 11°.
Вода, проходящая через грунт (ракушечный известняк)
• содержит плотный остаток 325 мг в 1 литре;
• содержит органические вещества 9 мг в 1 литре;
• жесткость 17°.
Вода, проходящая через грунт (доломиты)
• содержит плотный остаток 418 мг в 1 литре;
• содержит органические вещества 5 мг в 1 литре;
• жесткость 23°.
В дореволюционной России жесткость воды определяли немецкими или французскими градусами. Так, например, 1 немецкий градус был равен 1,79 французского градуса, который выражался числом, указывающим, сколько мг CaCO₃ или карбоната кальция (кальциевая соль угольной кислоты или углекислый кальций) содержится в одном литре воды.
В немецком справочнике (естественно в немецких градусах) отмечено, если вода имеет меньше 15° жесткости, то ее принято считать мягкой, если более 20° – жесткой, свыше 30° – весьма жесткой. Последнюю в употреблении, по возможности, следует избегать.
Авторы справочника замечают: если жесткую воду прокипятить, то некоторые ее составные части осаждаются, поэтому уровень жесткости снижается. На 852-й стр. (III часть справочника HÜTTE) есть подраздел «Умягчение воды», в котором раскрывается еще один секрет превращения жесткой питьевой воды в мягкую по способу Кларка и Аткинса. Он предусматривает добавление в питьевую воду определенного количества извести, от чего вода смягчается и ее можно употреблять без вреда для здоровья. «Именно так поступают в некоторых английских городах», – отмечено в справочнике. Вместе с тем способ Кларка и Аткинса также применялся для достижения мягкости воды, используемой в паровых котлах.
По результатам наблюдений также удалось выяснить, что жесткая и тем более весьма жесткая вода предохраняет железные трубы от ржавления, но при этом образует известковые осадки. Если же в воде содержится железа от 0,1 до 0,3 мг/литр, то это способствует прорастанию водорослей.
В справочнике HÜTTE от 1916 года (I часть, 2-й отдел. В. «Механика капельно-жидких тел». II «Динамика капельно-жидких тел». С. «Движение воды по заполненным трубопроводам») отмечено (фото 4):
«Через несколько дней после начала действия водопровода происходит осаждение мути на внутренней поверхности его стенок; муть уменьшает полезный диаметр трубопровода на 2-3 мм в месяц. Часто встречающаяся на внутренней поверхности труб корка, толщиной иногда до 60 мм, является следствием образования осадков из воды. Количество образующихся осадков соответствует количеству протекающей воды; увеличением скорости движения воды нельзя избежать образования осадков».
В той же I части приведены сведения о динамике формирования корки от осадков воды на внутренней поверхности труб, которая зависит от материала, из которого они изготовлены. Например: «У чугунных трубопроводов образование осадков начинается с небольших неправильно расположенных местных наростов, которые впоследствии образуют на внутренней поверхности сплошной волнистый слой, а в некоторых случаях образуют складки. Масса состоит из бурого железняка, к которому в зависимости от источника водоснабжения примешаны известь, раковины или водяные растения».
В железных трубах обнаружена другая особенность загрязнения: «У железных труб иногда прорастают тонкие стебли по направлению к оси трубы» (фото 5).
Лучше всего в водопроводной системе служат и долгое время не загрязняются свинцовые трубы: «На свинцовых трубах образуется через значительное число лет лишь весьма тонкий и равномерный налет».
В XXI веке металлические трубы уже не столько популярны и незаменимы. Им на смену приходят более прочные и безопасные трубы, изготовленные из продуктов нефтепереработки. Теперь их устанавливают в системах холодного и горячего водоснабжения. Трубы из сшитого полиэтилена, за которыми закрепилось название «Труба-PEX», считаются более безопасными и эффективными. Эти изделия не подвержены коррозии, на их стенках не образуются наслоения и наросты от взвесей загрязненной воды.
Производство труб из сшитого полиэтилена ежегодно увеличивается. В числе производителей «Труб-PEX» находится и компания Profactor Armaturen GmbH, которая применяет технику выпуска универсальных труб из сшитого полиэтилена PEX-A с EVOH-слоем для систем водоснабжения и отопления (теплых полов) (фото 6-7).
В справочнике HÜTTE от 1916 года (Часть I. 2-й отдел. В. «Механика капельно-жидких тел». II «Динамика капельно-жидких тел». J. «Обмер воды», определение напора в трубопроводах) на 377-й странице есть еще несколько любопытных моментов, которые свидетельствуют о том, что более 100 лет назад воду уже научились экономить, за ее обмером и расходом горожане тщательно следили (фото 8).
«Наиболее употребительны турбинные колеса, впереди которых устанавливается защитительная сетка; последняя, однако, влияет на свободный проток воды и на использование данного напора. Водомеры без защитных сеток вызывают при нефильтрованной воде закупорку аппарата различными плавающими телами и животными организмами».
«Счетный механизм (водомера) указывает число оборотов».
Получается, что упомянутые в HÜTTE защитные сетки для водомеров являлись так называемыми прародителями современных фильтров грубой очистки, которые, в частности, выпускаются под торговой маркой PROFACTOR.
Нынешние Т-образные и Y-образные фильтры PROFACTOR применяются для очистки потока фильтруемой среды от механических примесей в системах трубопроводов холодной и горячей воды, газов, жидких углеводородов. Так, например, установка данных фильтров на внутренних петлях водопровода позволяет обезопасить работу бытовой сантехники, в том числе приборов учета воды (водомеров), и, соответственно, поддерживать их в рабочем состоянии без поломок. Сроки эксплуатации любой сантехники при наличии в водопроводной системе фильтров грубой очистки значительно увеличиваются.
На рубеже XIX-ХХ веков состоятельные жители крупных городов в Российской империи, в чьих квартирах, домах и хозяйствах был проведен водопровод, устанавливали водомеры, по которым и платили за потребляемую воду.
В I части справочника HÜTTE в 13-м отделе «Водоснабжение» есть глава «Расход воды», в которой приводятся нормативы расхода воды для домашнего хозяйственного потребления. Любопытно, что разработчики нормативов точно рассчитали и регламентировали количество воды, которую нужно тратить жителям Германии на определенные хозяйственно-бытовые нужды. В их числе:
• питья, варки, чистки и т. д. на человека – от 20 до 30 литров в день;
• стирки белья – от 10 до 15 литров в день;
• промывания клозета – 5-6 литров за 1 раз;
• промывки одной писсуарной чашки по расчету на час – 30 литров;
• принятие ванны – 350 литров;
• принятие душа – от 20 до 30 литров;
• разовой поливки сада, двора или тротуара в сухой день на 1 кв. м – 1,5 литра;
• водопоя лошадей с чисткой стойла на 1 лошадь или 1 голову крупного скота в день – 50 литров;
• для мелкого скота – 8 литров;
• чистка экипажа в день – 200 литров.
Справочник HÜTTE – это немецкое издание, которые было переведено на русский язык и адресовано русским инженерам, архитекторам, механикам и студентам, поэтому в научном труде приводятся большей частью немецкие статистические данные и наблюдения. Вот, например, на 829 странице:
«Во всех (немецких) городах вода расходуется не только из водопроводной сети, но также из домовых и фабричных колодцев. Так, в 1888-1889 годах в Берлине каждый житель расходовал ежедневно в среднем из водопровода 64,45 литра, а из колодцев 48,62 литра».
Однако жителей Берлина в 1906 году переплюнули жители Мюнхена, где один горожанин в среднем расходовал 247 литров воды в день. Для современного немца эти показатели выглядят астрономическими и безрассудными. В настоящее время немцы экономят каждый литр воды. Они экономят также электричество, газ, бензин, отопление. Поэтому жители современных европейских городов могут искренне позавидовать своим предкам. А завидовать есть чему!
На 830 стр. представлена любопытная таблица расхода воды жителями немецких и других европейских городов в разное время. Судя по динамике, употребление воды у жителей Старой Европы стабильно возрастало с 1895 до 1905-1906 годов.
В таблице приводится средний расход воды в литрах на 1 человека в день из разных источников в ряде городов Старой Европы (фото 9).
Вода из источников и буровых скважин
• Мюнхен – ... (1895 г.), 212 (1905 г.), 247 (1906 г.)
• Аахен – 67 (1895 г.), 89 (1905 г.), 113 (1906 г.)
• Базель – 137 (1895 г.), 154 (1905 г.), 233 (1906 г.)
• Регенсбург – 133 (1895 г.), 116 (1905 г.), 178 (1906 г.)
• Эйзенах – 54 (1895 г.), 63 (1905 г.), 90 (1906 г.)
Грунтовая вода, естественная
• Дрезден – 91 (1895 г.), 98 (1905 г.), 157 (1906 г.)
• Рига – 66 (1895 г.), 93 (1905 г.), 118 (1906 г.)
• Карлсруэ – 140 (1895 г.), 119 (1905 г.), 222 (1906 г.)
• Дармштадт – 74 (1895 г.), 94 (1905 г.), 172 (1906 г.)
• Глатц – 43 (1895 г.), 40 (1905 г.), 48 (1906 г.)
Грунтовая вода, из которой удалено железо
• Берлин – 78 (1895 г.), 84 (1905 г.), 134 (1906 г.)
• Копенгаген – 72 (1895 г.), 103 (1905 г.), 139 (1906 г.)
• Брауншвейг – 75 (1895 г.), 77 (1905 г.), 121 (1906 г.)
• Трир – 43 (1895 г.), 85 (1905 г.), 136 (1906 г.)
• Геестемюнде – 44 (1895 г.), 54 (1905 г.), 79 (1906 г.)
Фильтрованная вода с поверхности
• Гамбург – 197 (1895 г.), 162 (1905 г.), 216 (1906 г.)
• Магдебург – 94 (1895 г.), 93 (1905 г.), 127 (1906 г.)
• Франкфурт на Майне – 54 (1895 г.), 81 (1905 г.), 121 (1906 г.)
• Штетин – 76 (1895 г.), 72 (1905 г.), 111 (1906 г.)
• Шверин – 49 (1895 г.), 59 (1905 г.), 93 (1906 г.)
Интересен также регламент расхода воды для промышленных целей, опубликованный в справочник HÜTTE. Больше всего воды разработчики регламента отводили на процесс переработки шерсти в сукно. Чтобы превратить 1 кг шерсти в сукно, требовалось задействовать паровую машину, промыть шерсть, произвести валку сукна и промыть крашеный товар. На все эти операции отводилась всего 1000 литров воды. Менее затратным было производство кирпичей. Для выпуска 1000 кирпичей со включением воды для приготовления раствора было разрешено использовать 750 литров воды. Еще меньше воды тратили пивовары. Для производства 1 гектолитра пива, не считая приготовления льда и охлаждения погреба, на пивоваренном заводе можно было потратить 500 литров воды.
Конечно, этот регламент по расходу воды адресовался, прежде всего, немецким предприятиям и приведен в справочнике в качестве примера для российских читателей. Воспользовались ли этими правилами отечественные производители, нам, увы, неизвестно.
Аналитики и инженеры PROFACTOR часто обращаются к дореволюционному трехтомному справочнику и находят в нем уникальные сведения об истории и процессе развития системы отопления, газо-, паро– и водопроводной арматуры. Избранные находки адаптируются, и на их основе готовятся обзорные материалы с уникальными иллюстрациями из самого справочника HÜTTE 1916-1917 годов. Пятый обзор из этой серии, как видите, завершен, но путешествия в прошлое на машине времени HÜTTE вскоре продолжатся.
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, №3 (72)
