Руководители ТСЖ, управляющие домами с установленными в ИТП элеваторными узлами, для принятия решения о замене этих узлов автоматизированными узлами отпуска тепла должны, помимо указанных выше общих выводов, учитывать реальные факторы технического и экономического характера.
Во-первых, необходимо получить у поставщика тепловой энергии технические условия на установку автоматизированного узла. Если будет разрешена подача тепла в дом по зависимой схеме через камеру смешения, то этот вариант требует существенно меньше первоначальных и эксплуатационных затрат. Главное заключается в том, что при существующем в настоящее время состоянии тепловых сетей, о чем будет сказано далее, зависимая схема позволит обеспечить необходимый отбор тепла в дом практически при любой температуре наружного воздуха.
При закрытой схеме с использованием теплообменников стоимость первоначальных и эксплуатационных затрат будет выше. По данным фирмы "Данфосс" один автоматизированный узел с тепловой нагрузкой порядка 0,4 Гкал/ч (для 60-квартирного дома) стоит около 1,5 млн руб. В то же время такой узел при существующей подаче теплоносителя во многих случаях при низкой температуре наружного воздуха не сможет обеспечить подачу в дом необходимого количества тепла. Дело в том, что поставщик тепловой энергии по ряду причин, главным образом из-за значительного износа тепловых сетей, не рискует подавать теплоноситель с высокими параметрами, превышающими 100 ° С. В то же время при наружной температуре ниже -9 ° С температура воды, поступающей в дом, должна быть выше 100 ° С. Получается, что при температуре наружного воздуха -26 ° С (расчетная для Санкт-Петербурга) вода, поступающая из теплосети в наружный контур теплообменника, будет иметь температуру не 150 ° С (по расчету), а 98-100 ° С. Выходить из внутреннего контура теплообменника в систему отопления дома по расчету должна вода, имеющая температуру 95 ° С, что даже с теоретической точки зрения невозможно. При промежуточных значениях температуры наружного воздуха можно за счет увеличения поверхности нагрева теплообменника (следовательно, и его стоимости) достичь температуры поступления воды в систему отопления, близкой к расчетной.
Таким образом, при закрытой схеме с установкой теплообменников автоматизированный узел допустимо устанавливать вместо элеваторного узла только при обеспечении заданных параметров теплоносителя при поступлении в дом (150-70 ° С) или со значительным увеличением параметров теплообменника.
Вторым фактором технического характера является повышенная ответственность за эксплуатацию ИТП со стороны технической службы ТСЖ. Если элеваторный узел практически не требует постоянного контроля, ухода и профилактических работ, обеспечивая надежное функционирование системы отопления, то автоматизированный узел требует постоянного внимания к работе автоматики и насосов. Выход из строя, например, циркуляционного насоса приведет к немедленной остановке системы отопления дома.
Экономический фактор уже упоминался. Даже при замене элеваторного узла автоматизированным за счет бюджетных средств следует помнить об эксплуатационных затратах, надежности работы и зависимости выходных параметров теплоносителя из автоматизированного узла от параметров теплоносителя, поступающего в ИТП (особенно в закрытых системах).
Кратко можно резюмировать следующим образом: замена элеваторного узла на автоматизированный узел при параметрах теплоносителя в сети, близких к расчетным, обеспечит комфортную постоянную температуру в жилых помещениях, но при более высоких эксплуатационных затратах. При параметрах теплоносителя в сети, не превышающих 100 ° С при любой температуре наружного воздуха, что характерно для многих тепловых сетей, автоматизированный узел никакого практического положительного эффекта не обеспечит.
В связи со сказанным руководители ТСЖ должны с большой осторожностью относиться к рекламным заявлениям производителей и поставщиков автоматизированных узлов управления, особенно в части предполагаемой экономии тепловой энергии и окупаемости затрат. Напомним, что речь идет о замене элеваторного узла автоматизированным при параметрах в сети 150-70 ° С. Эти параметры означают, что при расчетной наружной температуре воздуха теплоноситель, поступающий в ИТП, должен иметь температуру 150 ° С, а на выходе из него – температуру 70 ° С. Для Санкт-Петербурга расчетная температура наружного воздуха составляет -26 ° С.
6.3. Использование полимерных труб
Полимерные трубы, как большинство новых материалов, прошли три стадии их восприятия: восторг, разочарование и трезвый расчет, т. е. реальную оценку возможности применения нового материала в зависимости от ограничений определенных параметров внешней среды, например температуры и давления перемещаемой жидкости в полимерных трубах.
Замечательные свойства полимерных труб вначале вызвали восторг, однако выявленные ограничения их применения привели к некоторому разочарованию. И наконец, трезвый, объективный расчет показал возможность использования всех положительных свойств полимерных труб при соблюдении ряда ограничений сферы их применения.
К сожалению, надо признать, что многие организации, имеющие отношение к капитальному ремонту многоквартирных домов с использованием полимерных труб в системах отопления и водопровода, все еще находятся на первой стадии восприятия этих труб, применяя их без необходимых обоснований и учета ограничений, предусмотренных нормативными актами. Такое положение может привести к весьма ощутимым негативным последствиям.
Настоящий раздел имеет целью помочь специалистам ТСЖ выйти из первой, восторженной, стадии восприятия полимерных труб, безболезненно преодолеть вторую, пессимистическую, стадию и перейти к реалистической оценке как положительных свойств этих труб, так и установленных ограничений к их применению в системах отопления и водопровода многоквартирных домов.
Трубы из полимерных материалов обладают целым рядом положительных качеств, о чем указывалось в разделе 6.1. Они стойки к коррозии, имеют меньший, чем у стальных труб, коэффициент сопротивления трению и более низкие теплопотери, при эксплуатации в них не образуются отложения, уменьшающие диаметр труб, они эстетичны и часто не требуют покраски, их стоимость более привлекательна, чем у стальных труб. И наконец, трубы из полимерных материалов требуют при монтаже значительно меньше трудовых затрат, чем стальные. Прокладка полимерных трубопроводов может выполняться прямо на месте монтажа с использованием стандартных соединительных деталей (фитингов) и простейших инструментов и приспособлений, без предварительной заготовки отдельных узлов в условиях мастерских или завода. Такая технология не только оправдана экономически, но и является наиболее приемлемой при монтаже санитарно-технических систем в заселенном доме.
Однако использовать трубы из полимерных материалов можно только при строгом соблюдении технических условий, установленных соответствующими нормативными актами. В противном случае пострадают качество, надежность и долговечность санитарно-технических систем, смонтированных с использованием полимерных труб.
Требования, предъявляемые к полимерным трубам, условия и границы применения этих труб определяют следующие нормативные документы:
• ГОСТ Р 52134-2003 "Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия";
• СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование";
• СНиП 3.05.01.85 "Внутренние санитарно-технические системы";
• СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений";
• СП (строительные правила) 40-101-96 "Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена "Рандом сополимер"";
• СП 40-103-98 "Проектирование и монтаж трубопроводов систем горячего и холодного водоснабжения с использованием металлополимерных труб";
• СП 41-109-2005 "Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий с использованием труб из "сшитого" полиэтилена";
• СП 41-102-98 "Проектирование и монтаж систем отопления с использованием металлополимерных труб".
В комплект поставки полимерных труб должны входить сами трубы и (или) фитинги, сопровождаемые документом, удостоверяющим качество изделий.
Упаковки труб и фитингов должны обеспечивать их сохранность и безопасность погрузочно-разгрузочных работ.
Фитинги упаковывают в ящики из гофрокартона по ГОСТ 1354, мешки из полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354, бумажные мешки по ГОСТ 2226 или в другой материал, обеспечивающий сохранность изделий.
Трубы и фитинги необходимо хранить в неотапливаемых складских помещениях, исключающих их механические повреждения, или в отапливаемых складах не ближе одного метра от отопительных приборов.
Гарантийный срок хранения – 3 года со дня изготовления труб и фитингов.
Гарантийный срок эксплуатации трубопроводов должен указываться в нормативных документах на изделия.
Далее приводятся технические требования, при выполнении которых возможно использование полимерных труб в системах отопления и водоснабжения многоквартирных домов, рассматриваются и обосновываются ограничения к применению этих труб.
Из всего ряда полимерных труб приводятся следующие четыре вида, наиболее часто применяемые и в наибольшей степени пригодные для использования в санитарно-технических системах жилых домов:
• трубы из полипропилена "Рандом сополимер";
• трубы из металлопропилена (металлопластиковые);
• трубы из "сшитого" полиэтилена;
• трубы из хлорированного поливинилхлорида.
Для систем отопления основное ограничение сформулировано в п. 6.1.2 СНиП 41-01-2003: "В зданиях с системой центрального водяного отопления с трубопроводами из полимерных материалов следует предусматривать автоматическое регулирование параметров теплоносителя в индивидуальных тепловых пунктах при любом расходе теплоты зданием. Параметры теплоносителя (температура, давление) не должны превышать 90 ° С и 1,0 МПа, а также предельно допустимых значений, указанных в документации предприятий-изготовителей".
Это основополагающее положение СНиП означает, что, во-первых, допускается применение полимерных труб в системах отопления и, во-вторых, что при этом необходимо соблюдать определенные условия.
Ограничение по температуре вызвано тем, что с ее увеличением при небольшом уменьшении способности труб к сопротивлению давлению значительно сокращается срок службы полимерных труб.
Из номограмм, приведенных в ГОСТ Р 52134-2003, СП 40-101-96, отчетных данных фирмы "Полимергрупп" и крупнейшего производителя полипропиленовых труб – английской компании Blue Ocean, следует, что для наиболее стойких к температуре и давлению армированных полипропиленовых труб срок службы составит: при постоянной температуре воды 90 ° С для зданий до 12 этажей – 5 лет, для высотных зданий – до 1 года; при температуре 80 ° С срок службы труб составит соответственно 25 и 5 лет; при 95 ° С – до 1 года. Указанные параметры зависимости долговечности труб от температуры транспортируемой среды наглядно подтверждают необходимость соблюдения ограничения, установленного СНиП 41-01-2003 для температурных параметров теплоносителя 90 ° С. При соблюдении этого условия можно рассчитывать на 25-летний срок службы полимерных труб в системах отопления. Этот срок приводит фирма Blue Ocean для полипропиленовых труб. В то же время следует учитывать, что срок службы труб будет зависеть от типа труб, температурного режима работы конкретной системы отопления, технического обслуживания системы и других факторов. Кроме этого, надо помнить, что в настоящее время в мире нет опыта длительной эксплуатации систем отопления с использованием полимерных труб, что лишний раз подтверждает необходимость строгого соблюдения установленных нормативными документами технических норм и ограничений для применения этих труб.
В связи с этим надо отметить, что при теплоснабжении дома через элеваторный узел расчетная температура воды в подающем трубопроводе принимается равной 95 ° С, из чего следует простое практическое правило: в домах с элеваторными узлами заменять при капитальном ремонте стальные трубопроводы полимерными нельзя.
Требование СНиП 41-01-2003 об установке в индивидуальных тепловых пунктах автоматического регулирования параметров теплоносителя при любом расходе теплоты зданием, безусловно, повысит надежность контроля за этими параметрами, но вызвано оно главным образом потребностью в улучшении гигиенического состояния жилых помещений.
Для систем горячего водоснабжения с температурой воды до 75 ° С срок службы труб, исходя из разных источников, составит от 25 до 30 лет.
Для холодного водоснабжения срок службы труб – 50 лет.
Ограничивает широкие возможности применения полимерных труб их коэффициент теплового линейного расширения, превышающий этот показатель у стальных труб в несколько раз. Ниже приведены усредненные данные, взятые из разных источников, этого показателя:
• стальные трубы – 0,01 мм/м град;
• полипропиленовые трубы – 0,15 мм/м град;
• полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном – 0,04 мм/м град;
• полипропиленовые трубы, армированные алюминием – 0,03 мм/м град;
• металлополимерные (металлопластиковые) трубы – 0,025 мм/м град;
• трубы из "сшитого" полиэтилена – 0,15 мм/м град;
• трубы из хлорированного поливинилхлорида – 0,07 мм/м град.
Исходя из приведенных значений коэффициента теплового линейного расширения различных видов труб и принимая максимальный перепад температур от 90 до 20 ° С (комнатная температура), можно считать, что для здания высотой 20 м каждый стояк отопления увеличится в длине для армированных полипропиленовых и металлополимерных труб на 40 мм, а для высотных зданий в 24 этажа – на 120 мм.
Приведенные примеры имеют место при монтаже трубопроводов отопления летом или в заселенном доме, т. е. практически при комнатной температуре в 20 ° С. В других условиях увеличение длины труб будет более значительным. Так, при прокладке труб в строящемся доме при температуре 5 ° С указанные выше значения величины удлинения труб будут составлять соответственно 50 и 150 мм. Линейное расширение труб из "сшитого" полиэтилена, хлорированного поливинилхлорида и неармированного полипропилена будет значительно больше приведенных ниже значений.
Для систем отопления и горячего водоснабжения компенсация линейного расширения должна быть на основании расчета предусмотрена в проекте.
Еще одним требованием, предъявляемым к полимерным трубам в системах централизованного отопления, является их кислородонепроницаемость, так как при проникновении воздуха в систему увеличивается коррозия металлических отопительных приборов, приводящая к значительному сокращению срока их службы. Кислородонепроницаемостью обладают только металлополимерные трубы и полипропиленовые, армированные металлом (стекловолокно не обеспечивает кислородонепроницаемость). Трубы из "сшитого" полиэтилена должны иметь антидиффузионный слой для защиты от проникновения кислорода.
Прокладка металлополимерных труб и труб из "сшитого" полиэтилена производится, как правило, скрытно (в плинтусах, штробах, каналах и т. п.) для предотвращения механических повреждений и воздействия ультрафиолетового излучения.
Следует рассмотреть характеристики наиболее часто применяемых полимерных труб. Полипропиленовые трубы из рандом сополимера применяются в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения. Их товарное название PPR, или PP-R, или ППР, или ПП тип 3, или PPRC. Трубы PPR делятся на три типа:
• PN 10 – с обычной стенкой и номинальным давлением 1,0 Мпа;
• PN 20 – с усиленной стенкой и номинальным давлением 2,0 Мпа;
• PN 25 – армированные трубы с номинальным давлением 2,5 МПа.
Армирование труб производится стекловолокном или алюминиевой фольгой в качестве сердечника между наружным и внутренним слоями полипропилена. Армирование придает трубе большую прочность и термостойкость, значительно уменьшает ее линейное расширение. В разных источниках приводится различное обозначение армированных труб, например PPR/AL/PPR, что обозначает трехслойную трубу с алюминиевым сердечником. Некоторые фирмы выпускают трубы с внутренним слоем из меди (PPR/CP) и нержавеющей стали (PPR/SS).
Основным способом соединения труб является контактная сварка в раструб при помощи нагревательного устройства, состоящего из гильзы для оплавления наружной поверхности конца трубы и дорна для оплавления внутренней поверхности раструба соединительной детали или корпуса арматуры.
Применяется также резьбовое соединение с металлическими трубопроводами, соединение с накидной гайкой и на свободных фланцах.
Заводы-изготовители выпускают полный набор фитингов и арматуры, необходимый для монтажа.
СП 40-101-96 содержит номограммы для гидравлического расчета холодного водопровода из труб PN 10 и PN 20, а также для расчета компенсаторов и расстояния между опорами для этих труб.
К сожалению, в настоящее время отсутствуют утвержденные в установленном порядке нормативные акты для гидравлического расчета горячего и холодного водопровода и отопления из армированных труб PN 25 и горячего водопровода и отопления из труб PN 10 и PN 20, что создает определенные трудности для широкого применения труб из полипропилена.
Металлополимерные (металлопластиковые) трубы применяются, во-первых, в системах отопления. Температура теплоносителя в системах не должна превышать 90 ° С, а давление – 1,0 МПа (10 атм). Не допускается применение металлополимерных труб в системах с элеваторными узлами.
Не допускается прокладка труб в помещениях категории "Г" по пожарной опасности.
Прокладка труб предусматривается скрытно для исключения их механического повреждения и ультрафиолетового воздействия.
Рекомендуется применять трубы в горизонтальных системах отопления и в системах с распределительными коллекторами.
В СП 41-102-98 имеются все необходимые данные для гидравлического расчета и расчета компенсаторов.
Во-вторых, рассматриваемые трубы используются в системах холодного и горячего водоснабжения с давлением до 1 МПа и температурой воды до 75 ° С. Трубы должны иметь гигиенический сертификат. Трубы для водопровода также прокладываются скрытно.
В СП 40-103-98 имеются все данные для гидравлического расчета.
Трубы как для отопления, так и для водопровода соединяются при помощи стандартных деталей с обжимной гайкой.
Срок службы труб при нормативном режиме эксплуатации составляет: для систем отопления и горячего водоснабжения – 25 лет, для холодного водопровода – 50 лет.
Трубы из "сшитого" полиэтилена (ПЭ-С) применяются в системах холодного и горячего водоснабжения и отопления. Прокладываются скрытно. Открытая прокладка допускается при монтаже подводок к санитарно-техническим приборам, а также на чердаках и в подвалах, где исключаются механические повреждения и ультрафиолетовое излучение.
СП 41-109-2005 допускает использование теплоносителя в системах отопления с температурой до 95 ° С. Однако, учитывая главенствующую роль СНиП 41-01-2003, рекомендуется этот показатель ограничить 90 ° С.