Зачем закруглён стояк горячей воды: правда о гидроударах и пластиковых трубах

Жители новостроек, принимая квартиры, с удивлением обнаруживают «бублики» — петли на пластиковых стояках горячей воды под потолком. Одни просто прячут за гипсокартонный короб, другие требуют объяснений. Зачем труба закруглена? Так застройщик пытается застраховать жильцов от разрыва труб. Удалять бублики нельзя, но можно заменить более эстетичным вариантом.

Что такое гидроудар и почему его боятся

Гидроудар — резкий и очень сильный скачок давления в трубах. Способен разорвать соединения и сами трубы, сорвать вентили и устроить потоп. Небольшие гидроудары действуют постепенно, раз за разом выдавливая прокладки, медленно, но верно деформируя и уничтожая микротравмами трубы водоснабжения и отопления.

Внешне слабые гидроудары распознаются как вибрация по трубе, гул, хлопки, щелчки или другие посторонние звуки, которые особенно раздражают жильцов, чьи соседи встают раньше или ложатся позже.

Как возникает гидроудар?

Это явление, когда в одном участке трубы вода уже остановилась, а сзади на неё напирают продолжающие течь массы:

• при резком перекрытии водотока;
• при резком запуске насоса.

В системе отопления гидроудар провоцируют воздушные пробки.

Факторы риска

От чего зависит сила гидроудара:

1. От того, насколько резко произошёл запор или запуск водотока.
2. Объёма воды в трубах и, соответственно, их размера.
3. Скорости движения жидкости и её напора.
4. Материала труб.

Формула
Частота ударной волны = 2 длины трубы / скорость распространения удара в конкретном материале.

Скорость волны в пластике — 300—500 м/с. Для сравнения, в стали — 900—1300, а в чугуне 1000—1200 м/с. Из этого следует, что в пластике удар будет сильнее, а вот чугунные подводки фактически гасят гидроудар.

Что происходит с трубой?

Ничего хорошего: её распирает вширь, в длину она укорачивается. Под напором труба вполне может лопнуть. Чаще страдают смесители и соединительные колена: швы расходятся, прокладки смещаются или разрываются, начинается течь.

Из воспоминаний слесаря
Я вот третий десяток в сантехническом мире, но видел по-настоящему гидроудар только один раз (1994 г.) в элеваторном узле . Гидроудар — это когда стрелка улетает в одну секунду с 8 bar до 60.

Страшнее всего гидроудар в элеваторном узле, у насосной станции и других общедомовых коммуникациях. В гораздо меньшей степени колебаниям подвержены трубы в квартирах, однако стоит понимать, что сечение современных стояков уже (напор, соответственно, выше), чем у советских стальных, а материал более мобилен и менее вынослив. Прежде всего, опасность представляют горячие стояки — под нагревом материалы расширяются сильнее.

Меры защиты

Чтобы избежать разрывов, в подвалах на все стояки, а в квартирах на горячие ставят специальные устройства, которые не дают колебаниям уничтожить трубы.

Блокирующие устройства, их плюсы и минусы

Амортизирующие подводки — это изогнутые волной, петлёй или п-образно трубы из обычного или специального материала, например, армированного пластика или каучука длиной 20—40 см, самый простой и дешёвый вариант.

Амортизирующие подводки дёшевы, при этом вполне выдерживают тот гидроудар, который на практике приходится испытывать пластиковым коммуникациям в квартире, не требуют спецобслуживания или периодической замены деталей.

Сильфонный амортизатор — гофрированная труба из пластичного металла, способная компенсировать линейное расширение, удлинение или оба явления сразу, более простые — однослойные, более совершенные — заключённые в кожух, дающий дополнительную амортизацию.

Сильфонные амортизаторы в кожухе также неприхотливы, при этом более эстетичны, чем предыдущий вариант.

Важно
Именно амортизаторы-подводки (особенно петельные загибы) и сильфоны рассчитаны на то, чтобы компенсировать удлинение стояка, это их основная функция, а погашение гидроудара, скорее, вторичное. Для пластиковых труб, особенно не очень качественного материала, они так же важны, как и компенсаторы.

Шунты — металлические трубки, которые вставляются в трубу вместе через основной клапан в направлении тока воды и стравливающие лишний объём воды за клапан, малоэффективны в старых, забитых ржавчиной трубах, больше подходят для пластиковых коммуникаций.

Шунты просты в установке, не требуют размыкать трубу, но теряют эффективность пропорционально засорению трубы, а в бытовом контуре этот показатель может быть достаточно высоким.

Мембранные компенсаторы (самые распространённые — Valtec) — устройства, напоминающие шар или бак и представляющие собой полость с эластичной мембраной, которая вдавливается при резком повышении напора воды, а затем постепенно расправляется, возвращая воду в ток, но уже без ударной силы.

Мембранные компенсаторы держат до 30 бар, и это довольно хороший показатель. Их уязвимое место — эластичная мембрана, которая со временем деформируется, рвётся или твердеет из-за солей и присадок в воде.

Поршневые, или пружинные (самый популярный сегодня — FAR) — устройства, похожие на колпак и работающие по тому же принципу, что и мембранные, с той разницей, что мембрану заменяет пружина: при увеличении объёма вода выталкивает в полость пластиковый диск и тем самым сжимает пружину, затем механизм возвращается в исходное положение, возвращая воду в контур.

Поршневые компенсаторы выдерживают скачки до 50 бар и способы защитить от настоящего, не слабого гидроудара. К тому же они более устойчивы к износу, чем мембранные, однако и они не застрахованы от протечек в местах уплотнения или соединения с трубой, поэтому нуждаются в периодической проверке и замене.

Регулирующие клапаны — системы, которые обычно входят в комплексную защиту от гидроудара и устанавливаются на контроллерах внешних и общедомовых контуров.

Система байпас — труба-перемычка, которая позволяет перенаправить ток водного теплоносителя с тем, чтобы избежать гидроудара и разрывов в батареях.

Мнение специалистов
Слесари старой школы считают установку внутриквартирных гасителей пустой тратой сил и средств. По их замечанию, сильный гидроудар грозит водоподготовительным каналам в подвале, и только. Другие мастера отмечают, что в прежние времена все краны закрывались медленно, вентилем, теперь же они в основном рычажные (шаровые), и бытовая техника (стиральные, посудомоечные машины) и бачки унитаза также перекрывают ток воды достаточно резко. Поэтому в идеале гаситель должен стоять перед каждым таким потребителем.

Комплексные меры профилактики:

• плавное закрывание кранов и клапанов;
• регулятор мощности насоса, который замедляет его на первых оборотах и не даёт спровоцировать ударную волну.

Собственно, к гасителям гидроудара всегда относились «змеевики» — волнообразный изгиб стояка горячей воды, отведённый в ванную комнату из туалета. Хозяйки использовали его как полотенцесушитель. По сути же труба замедляла ток воды и снимала колебания, снижая риск гидроудара. Тем не менее, на стыке квартир довольно часто появлялась течь, особенно с годами.

Металл быстрее стареет, чем качественный пластик, установка шаровых кранов существенно повысила нагрузку на конструкцию, да и разница в материалах, когда сверху поставили пластик, а снизу оставили металл или наоборот, даёт о себе знать. Из-за этого «змеевики» не срабатывают.

Как установить

Журнал «Мисс Чистота» настоятельно рекомендует доверить любые работы с трубами, особенно со стояками специалистам. Они проведут установку качественно и быстро.

• амортизатор устанавливается на определённой длине трубы (например, под потолком каждого нечётного этажа);
• лучший вариант — когда компенсатор стоит перед вентилем, краном, клапаном бытовой техники, кранов и др. потребителями;
• допустимо также располагать компенсатор после отводов коллектора (т. е. после обратных клапанов) в квартире (см. ниже фото из блога С. Савицкого «Идеи для ремонта»);
• если размещается редуктор, компенсатор следует после него;
• компенсатор обязательно располагается непосредственно на трубе или на угловом переходе, а не на её тупиковом отводке (см. фото ниже);
• шунт устанавливается строго по направлению тока воды;
• регулятор или клапан ставится у контроллера и подключается к нему.

Хорошо, разобрались с трубами и стояками. А что делать, если в доме стоит электрический накопительный водонагреватель или газовая «колонка»? Первые, как правило, оборудованы собственными защитными клапанами. В случае же «колонки» или любого другого проточного водонагревателя компенсатор нужно размещать после агрегата — это продлит жизнь его шлангам и сальникам.

Природа гидроудара в системах водоснабжения и отопления + методы защиты от него

По статистике около 60% всех разрушений (прорывов) трубопроводов возникают из-за гидроудара, который представляет собой кратковременный, резкий и значительный скачок давления в трубе, возникающий в результате внезапного изменения скорости потока жидкости. Обычные признаки, сопровождающие эту серьезную неприятность – щелчки, стук и прочий шум, который возникает в коммуникациях, снабжающих нас водой и теплом. Многие даже не обращают на них внимания, а ведь гидроудар в системе водоснабжения приводит к повреждению оборудования, появлению трещин, расколу труб. Предотвратить аварийную ситуацию поможет четкое соблюдение правил эксплуатации трубопроводов и проведение модернизации инженерных сетей.

Природа гидроудара, возможные причины

Владельцы частных домов с неграмотно устроенными инженерными коммуникациями часто слышат характерное пощелкивание и стук, которые сигнализируют о том, что в замкнутой системе произошло кратковременное резкое повышение давления в результате внезапного прекращения движения жидкости по контуру или внезапного возобновления ее циркуляции.

Когда поток жидкости, двигающийся с определенной скоростью, сталкивается с преградой (воздухом или запорной арматурой), скорость его меняется не сразу, а вот объем быстро увеличивается, давление растет и иногда достигает 10 и более атмосфер. Если «излишкам» деваться некуда, то возникает риск разрыва трубы.

Возможные причины гидроудара:

• запуск, остановка и поломка насоса или его аварийное отключение;
• воздух в системе;
• резкая остановка потока жидкости в контуре, вызванная быстрым открытием-закрытием запорной арматуры: кранов, задвижек и т.д.

Последняя причина наиболее типична с тех самых пор, как вентильные краны, с их плавным ходом, заменили более современные и «резкие» шаровые собратья.

С точки зрения профилактики гидроудара вентильные краны эффективнее шаровых

В случае если из системы не выведен воздух, то при открытии шарового крана происходит столкновение воздушной массы и практически несжимаемой жидкости, в итоге значение давления может возрасти до нескольких десятков атмосфер. Такая регулярная «проверка на прочность» очень негативно сказывается на состоянии системы в целом и труб в частности, итог предсказать нетрудно.

Заводушенность системы отопления — нередкая проблема. О том, как спускать воздух из батарей, узнаете в нашей статье: https://aqua-rmnt.com/uchebnik/oborudovanie/kran-maevskogo.html.

Неприятные последствия и методы защиты от гидроудара

Барьер, неожиданно возникающий на пути потока жидкости, формирует давление, которое, теоретически, может расти бесконечно. При этом жесткие элементы системы испытывают сильнейшие нагрузки и постепенно или резко разрушаются.

Последствия гидроудара могут быть плачевными, особенно для старых трубопроводов

Аварии, которые вызывает гидроудар в системе отопления, сопровождаются рядом характерных неприятностей:

• разрушением трубопроводов и оборудования тепловых сетей;
• разрывом отопительных приборов;
• ожоговым травматизмом;
• длительным прекращением тепло- и водоснабжения;
• затоплением жилища и порчей имущества.

Наиболее уязвимы для гидравлических ударов длинные трубопроводы, например, теплый пол. Чтобы обезопасить «подпольную» систему, ее оснащают термостатическим клапаном, установку которого нужно доверить хорошим специалистам, иначе появится еще один фактор риска в системе.

Грамотная защита систем отопления или водоснабжения от гидроударов направлена на снижение их интенсивности и нейтрализацию воздействия избыточного давления.

Без резких движений

Самый простой способ обезопасить себя от гидроудара – плавное включение и выключение запорной арматуры. Этот нюанс четко прописан в нормативах по эксплуатации объектов централизованного водоснабжения и теплосетей. Правило без каких-либо оговорок можно распространить и на автономные сети.

Суть в том, что плавное включение и отключение растягивают во времени процесс повышения давления. Энергия гидроудара действует не всей своей силой за раз, а распределяется на несколько временных отрезков. При этом, хоть суммарная сила удара и остается прежней, но мощность уменьшается.

Вариант с использованием автоматики

Плавный запуск и остановку инженерной системы можно вполне доверить автоматике. Насосы с автоматической регулировкой оборотов электродвигателя плавно поднимают давление в трубах после запуска, и так же планомерно действуют в обратном порядке. Программное оборудование не просто отслеживает изменение давления, но и совершает автоматическую регулировку напора.

Наилучший эффект дает комплексная модернизация системы, которая поможет предотвратить гидроудар в трубах. Она включает в себя ряд различных мероприятий.

Компенсаторы гидроудара, демпферы, гидроаккумуляторы

Важным элементом в системах отопления и водоснабжения является компенсатор гидроудара (он же демпфер, он же гидроаккумулятор) – устройство, которое выполняет сразу три важных задачи: накапливает (аккумулирует) жидкость; принимает избыток жидкости из системы, тем самым способствует снижению давления в ней; соответственно, способствует гашению гидроудара, если он возникает.

Компенсатор гидроудара (демпфер) устанавливают в самых «опасных» местах

Компенсатор представляет собой герметичный стальной бак с эластичной мембраной и встроенным воздушным клапаном. Объем может быть как совершенно незначительным, так и довольно большим.

Интересно! В Европе, если в сети не установлен гидрокомпенсатор, гарантия на бытовую технику, например, стиральную машинку, бойлер или посудомоечную машину, не выдается.

Клапан защиты от гидроудара

Для защиты насосной станции, в случае внезапной остановки насоса, например, применяют специальный клапан защиты от гидроудара диафрагменного типа с жестким уплотнителем. Он приводится в действие давлением жидкости и имеет очень полезную функцию быстрого сброса давления. Устанавливают его после обратного клапана, на отводе от трубопровода, рядом с насосом.

Клапан защиты от гидроудара имеет очень полезную функцию быстрого сброса давления

Клапан является надежным предохранителем в системах, находящихся под давлением.

Установка амортизирующего устройства

Установка амортизирующего устройства (трубы из пластика или термостойкого каучука) по направлению циркуляции жидкости, перед термостатом, является эффективным методом защиты. Эластичный материал самопроизвольно гасит энергию гидроудара. Достаточная длина – 20-30 см, для очень длинного трубопровода амортизатор можно увеличить на 10 см.

Шунтирование в домашних условиях

Тот, кто хорошо знаком с конструкцией термостата, может установить в терморегулирующем клапане шунт с просветом 0,4 мм или просто проделать отверстие такого же диаметра. При нормальном режиме работы, подобное нововведение никак не отразится на системе, а вот при перегрузках плавно снизит давление.

Важно! Шунтирование как метод защиты от гидроудара применим лишь к автономным сетям с новыми трубами. Осадок и ржавчина центральных коммуникаций делают его совершенно неэффективным.

Термостат с суперзащитой

Иногда применяют термостат со спецзащитой от гидроудара. Подобные устройства имеют пружинный механизм, установленный между клапаном и термоголовкой. При избыточном давлении пружина срабатывает и не позволяет клапану полностью закрыться, как только мощность гидроудара снижается, клапан плавно закрывается. Устанавливают такой термостат строго по направлению стрелки на корпусе.

Гидроудар в системах водо- и теплоснабжения – явление довольно частое и опасное, но существует немало способов, с помощью которых можно нейтрализовать неприятные последствия этого явления и продлить срок жизни бытовой техники и труб.