Проектирование тепловых сетей

Организация централизованного теплоснабжения требует грамотного подхода при разработке проекта тепловых сетей. Теплотрасса — один из самых сложных объектов в сфере ЖКХ. При проектировании необходимо учитывать множество факторов, влияющих на надежность теплосетей и срок эксплуатации: от климата в конкретном регионе до экологических норм и технических положений.

Проект необходимо разрабатывать как для строительства нового объекта, так и для ремонта или реконструкции существующего.

Специфика проектирования тепловых сетей

Инженеры-проектировщики в каждом конкретном случае выбирают оптимальный способ прокладки тепловых сетей, материалы, обеспечивающие продолжительный срок эксплуатации трубопроводов.

До проектирования теплоснабжения подробно исследуется местность, по которой будет проходить теплотрасса, проводятся геодезические изыскания. Оформляется отчет по ГОСТ 21.705-2016. Проектируемая теплосеть должна быть безопасной для окружающей среды, персонала и потребителей, соответствовать установленным нормативам теплопотерь и создавать все условия для максимальной эффективности теплоносителя.

Требования, относящиеся ко всем видам безопасности теплосетей подробно описаны в СП, РД, ГОСТ.

Виды тепловых сетей

Для каждого вида теплосети действуют разные правила проектирования, использования и обслуживания.

Магистральные теплосети

Конструкция состоит из трубопровода большого диаметра (до 1400 мм), по которому транспортируется на дальние расстояния теплоноситель от поставщика в районные сети. Температура жидкости или пара в трубах достигает 150 градусов.

Тепловые вводы

Это участки тепловой сети (узлы и станции), с помощью которых теплоноситель из теплопункта поступает в магистральные трубопроводы. 

Разводящие теплосети

Доставляют теплоноситель в квартиры, офисы, на производства — к конечному потребителю. Состоят из трубопроводов небольшого диаметра (до 520 мм). Точный размер зависит от объема транспортируемой энергии в сутки. Максимальная температура теплоносителя составляет около 110 градусов.

Классификация тепловых сетей

Да начала проектирования систем теплоснабжения необходимо уточнить у заказчика несколько моментов:

• необходимость вписывать тепловую сеть в существующую городскую застройку;
• при каких климатических условиях планируется эксплуатировать объект;
• какое количество выходных отверстий нужно сделать;
• сколько энергии предполагается транспортировать в сутки.

На основе ответов проектировщик выбирает мощность, способ укладки и другие параметры теплосети.

По типу укладки линии делятся на надземные и подземные.

Первый вариант рекомендуется в случае:

• отсутствия возможности выкопать траншеи из-за слишком тесной застройки и большого количества существующих подземных сетей коммуникаций;
• обилия грунтовых вод в верхних слоях почвы – активное воздействие влаги вызывает раннюю коррозию и выводит трубы из строя;
• нестабильной сейсмической ситуации в конкретном районе – толчки даже небольшой мощности могут нанести повреждения обшивке и вызывать изломы трубопроводов.

Недостатки воздушного типа прокладки сети в том, что они монтируются на металлических опорах или на столбах и крепятся обручами. Это трудозатратно и выглядит непривлекательно. Если же теплосети декорируют маскирующими конструкциями, то обслуживание и ремонт значительно затрудняются, к тому же невозможно вовремя обнаружить повреждение.

Подземные теплотрассы монтируются непосредственно на поверхности земли или под ней. Существует два способа укладки — канальный и бесканальный. Первый более надежный, но требует больше средств, времени и усилий. В первую очередь прокладывается бетонированный канал или тоннель. Иногда его сооружают из уже готовых железобетонных колец, в других случаях делают опалубку из арматуры и бетонируют раствором. Такой канал прекрасно защищает трубопровод от воздействия грунтовых вод и осадков, случайных механических повреждений при дорожных работах и прокладывании других сетей. К тому же теплосети в монолитном или лотковом бетонированном канале удобнее и проще обслуживать.

Бесканальный вариант более быстрый и дешевый. При устройстве такой теплотрассы используются специальные трубы, c ПВХ в составе или защищенные от коррозии оболочкой. При реконструкции, ремонте или масштабировании теплосети необходимо каждый раз проводить земельные работы.

Транспортировать сети могут два вида теплоносителей — пар или горячую воду. Проектирование паровых теплотрасс требует большего профессионализма. Пар подается с более высокой температурой, чем вода, и это может привести к деформации труб, если не предусмотреть в проекте применение устойчивых к горячей среде качественных материалов, учитывать перепады в давлении. Также следует помнить об образовании конденсата и во время монтажа использовать влагоотводящую обмотку.

Пар — более эффективный теплоноситель, но вместе с тем и более травмоопасный. При повреждении трубопровода, проведении ремонта или обслуживания вероятность получить ожог очень высока.

Горячую воду, в отличие от пара, используют не только в качестве теплоносителя, но и в системе ГВС. Особенность водяных теплосетей в том, что количество труб может быть только четным — два, четыре и т.д. Это необходимо для обеспечения подачи и отвода жидкости.

По источнику тепловой энергии сети делятся на:

• Централизованные.

Представляют собой крупные точки теплоподачи, снабжающие теплом населенный пункт или его часть. Обычно это мощные котельные, АЭС, ТЭЦ.

• Децентрализованные.

Автономные источники тепла, питающие объект (частный или многоквартирный дом, офисное здание, промышленное предприятие), расположенный ы непосредственной близости.

Основные элементы тепловых сетей

Теплосеть, как любая сборная конструкция, состоит из отдельных элементов, которые при монтаже соединяются в единую систему.

• Основные звенья этой цепи — трубы. Они бывают разных типоразмеров и изготавливаются, как по ГОСТам, так и по индивидуальным ТУ. Второй вариант — значительно дороже. Стандартная длина труб — 6 и 12 м. В большинстве случаев их изготавливают из различных сортов стали и покрывают защитным изоляционным материалом. Для монтажа сетей с невысокой температурой теплоносителя используются неметаллические трубы. Это допускается, если точка теплоподачи — маломощная котельная.
• Помимо труб металлопрокатные предприятия изготавливают тройники, повороты, отводы, переходы. Их используют для создания ответвлений от основного трубопровода либо для смены диаметра трубы. По необходимости выпускаются и другие элементы, если это запланировано в проекте. При строительстве разводящих сетей применяют простые повороты, не требующие постоянного контроля и обслуживания. Если теплосеть прокладывается бесканальным способом, необходимо оставить пространство около поворота, в противном случае труба не будет иметь возможность расширяться под воздействием горячего теплоносителя и лопнет.
• Огромную роль играет запорная арматура. С ее помощью в случае аварийной ситуации можно прекратить подачу теплоносителя в одном здании. Если запорную арматуру не устанавливать, придется отключать от тепла целый квартал или район.
• Защита вентилей от несанкционированного доступа. Еще на этапе проектирования трубопровода необходимо учесть требования безопасности и оснастить теплосеть съемными кранами, либо защитными запирающимися кожухами. Если постороннее лицо из преступных или хулиганских побуждений вмешается в работу теплосети, например полностью или частично прекратит циркуляцию теплоносителя, давление в системе возрастет и превысит допустимые значения. В результате может случиться прорыв трубопровода на любом из участков, как в здании, так и на улице. Если чугунные батареи еще способны выдерживать резкие перепады давления, то современные радиаторы гораздо быстрее теряют герметичность.
• Тепловые камеры нужны для обеспечения удобного доступа для персонала к подземному трубопроводу для планового осмотра или проведения ремонта.
• Если прокладка теплосети ведется бесканальным способом, то для перекрытия потока теплоносителя в изолированных трубах используется шток со штурвалом. Он поставляется изготовителем в комплекте с трубами. Работники служб ЖКХ имеют доступ к штоку через колодец. При малом диаметре труб штоки размещают в ковере — цилиндре с откидной, запирающейся крышкой. В качестве решения для средних трубопроводов проектировщики иногда предлагают разместить штоки в бетонированном колодце диаметром до 150 см. Но в реальности этот способ приводит к большим трудностям в управлении арматурой, поскольку не всегда получается разместить ее ровно под входным отверстием, а значит установить ключ на шток будет очень сложно. Лучше устраивать два отдельных колодца или ковера. Арматура труб с большим диаметром имеет электропривод или редуктор, а потому требует еще больше места, чем может предложить ковер или железобетонный колодец. В этом случае рекомендуется устроить электрифицированную тепловую камеру.
• Дренаж — тоже важный элемент системы теплоснабжения. Он представляет собой ответвление от нижней части трубопровода, выходящее в бетонный колодец. Если требуется сбросить теплоноситель, открывают кран. Воду из колодца откачивают спецтехникой. Если дренаж объединен с централизованной канализацией или ливневкой, то откачка воды не требуется. Небольшие сети не нуждаются в дренаже, во время ремонта трубу разрезают и сбрасывают воду, но в этом случае нужно убедиться, что она остыла, чтобы не получить травм. Из-за этого периода ожидания ремонт длится дольше.
• Стабильная работа тепловой сети невозможна без воздушника. Он отвечает за сброс газовых пробок. Его устанавливают в верхних точках трубопровода. Обойтись без него никак нельзя. Второго способа для удаления лишних газов из трубопровода пока нет.

Этапы проектирования тепловых сетей

• Сбор информации. Он проводится в рамках подготовки к созданию проекта. Выполнять его может заказчик или сотрудник компании-проектировщика. На этом этапе необходимо провести переписку с различными государственными и муниципальными органами и получить ряд разрешительных документов.
• Инженерные изыскания. Некоторые проектировщики имеют ресурсы для выполнения геодезических работ своими силами, другие отдают эту деятельность на субподряд. Во втором случае заказчик может попробовать сэкономить и самостоятельно выбрать компанию, которая будет проводить инженерные изыскания.
• Проектирование. На этом этапе создается проект, формируются спецификации и сметы. Заказчик может в любое время проконтролировать, как ведутся работы.
• Согласование проектной документации. После того, как заказчик проверяет и утверждает проект, начинается процесс согласования с контролирующими организациями и получения разрешительных документов. Заказчик имеет право участвовать в этом, благодаря чему может повлиять на сроки согласования, увидеть ошибки и недочеты, которые допустил проектировщик, а также проконтролировать спорные моменты впоследствии, во время строительства.

Некоторые исполнители выполняют трехмерную визуализацию проекта, делают рабочие чертежи в цвете. Это увеличивает стоимость работ, но никак не сказывается на их качестве. Такие дополнительные услуги — всего лишь один из приемов маркетологов. Результат монтажа теплосети будет зависеть от профессионализма строителей и от корректности документации.

Заключение

Типового проекта теплосети не существует. Для каждого заказчика выполняются индивидуальные расчеты и подбирается свой перечень оборудования. Поэтому стоимость проекта, как правило, достаточно высока. При этом не стоит ориентироваться исключительно на цену, выбирая подрядчика, принимайте во внимание и другие факторы. 

• Репутация компании. Получить объективную информацию о любом предприятии сегодня несложно. В открытых источниках можно найти реальные отзывы, либо найти контакты тех, кто уже обращался к проектировщику и лично пообщаться с ними. Если никаких противоречий и нареканий не обнаруживаете, есть взаимопонимание – подписывайте договор. При малейшем подозрении, что данные недостоверные, лучше продолжить поиск подрядчика.
• Наличие в штате инженеров-проектировщиков с опытом. Бывает так, что организация создает себе имя и зарабатывает хорошую репутацию, а потом с целью снизить расходы на заработную плату принимает на работу молодых сотрудников. Опытные кадры уходят в другие компании. Не всегда стаж синоним компетентности, но навести справки о тех, кто возьмется за ваш проект стоит заранее.
• Стабильность. Иногда чудеса происходят, и фирма, созданная меньше года назад, способна разработать сложнейший уникальный проект. Но в реальности доверия больше заслуживает компания, работающая в нужной вам сфере десятилетиями.

При заключении договора с выбранной организацией убедитесь, что в нем указаны полные наименования сторон, сроки и стоимость работ (дата, месяц, год), четко обозначен предмет договора (точное наименование проектируемого объекта). Не помешает обозначить штрафы за несоблюдение сроков проектировщиком.