В журнале «АВОК», 2005, № 2, с. 44-45 была опубликована статья В. С. Касаткина «О некоторых проектных решениях отопления и теплоснабжения жилых и общественных зданий», которая основана на новых требованиях, изложенных в СНиП 4101-2003.
Автор нижеприведенной статьи, в целом разделяя взгляды В. С. Касаткина, счел уместным предложить некоторые уточнения, а в некоторых случаях и поспорить с коллегой.
Теплопункты и магистральные трубопроводы
В обсуждаемой статье описывается проектное решение, при котором стояки присоединяются не к вет-вям, проложенным по периметру здания, а к коллектору теплопункта. При этом обратные трубопроводы, прокладываемые по техническим помещениям, не теплоизолируются.
Автоматизированный теплопункт, выполненный в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», позволяет решить проблему завышенной по отношению к температурному графику температуры теплоносителя в обратной магистрали, а прокладка обратных трубопроводов без теплоизоляции может привести к теплоизбыткам в помещениях, где они проложены, и, следовательно, к непроизводительным потерям тепла.
Принятие данного проектного решения должно обосновываться расчетом теплового баланса помещений.
Расположение распределительных коллекторов для стояков в помещениях теплопунктов представ-ляется оправданным, однако здесь следует внести уточнение.
В [1] стояки присоединяются к коллекторам через балансировочный клапан и шаровый кран. Безусловно, это решение продиктовано стремлением заказчика к снижению капитальных затрат, т. к. стояки двухтрубных систем должны оснащаться регуляторами перепада давления, которые стоят несколько дороже.
Здесь уместно отметить, что при большой разнице в нагрузках стояков и их удаленности от теплопункта целесообразно применять регуляторы, комплектуемые не шаровыми кранами, а балансировочными вентилями (рис. 1). Это позволит избежать граничных значений преднастроек регуляторов и решить часть вопросов пусконаладки на стадии проектирования.
Регулятор перепада давлений, комплектуемый балансировочным вентилем, позволяет увязать ветви в большом диапазоне нагрузок и гидравлических сопротивлений
Важным преимуществом расположения всех отключающих, сливных и регулирующих устройств в теплопункте, помимо удобства обслуживания, является ограничение доступа к арматуре посторонних лиц.
Что касается материалов магистральных трубопроводов, то по соображениям противопожарной и общей безопасности чаще применяются трубы из стали или меди 1 .
Стояки и вводы в квартиры (офисы)
При поквартирной разводке диаметры условного прохода стояков нередко достигают Ду 50. Чаще всего они выполняются из тех же материалов, что и магистральные трубопроводы.
Необходимость соблюдения противопожарных норм, решения компенсации температурных расширений и обеспечения доступа к арматуре и приборам учета эксплуатационного персонала делает задачу размещения стояков весьма непростой.
В [1] достаточно подробно освещен этот вопрос. При этом привлекает внимание решение по размещению узла подключения абонента (квартиры) к стояку выше отметки верха отопительного прибора, что призвано обезопасить абонентскую систему от завоздушивания и коррозии при сливе стояка или всей системы. Иными словами, это превентивная мера против неправильной эксплуатации, а не инженерное решение в «чистом» виде.
Узлы присоединения радиаторов с нижним подводом теплоносителя, оборудованные устройствами для отключения, слива и заполнения прибора, позволяют отключать, сливать, демонтировать, монтировать вновь и заполнять отдельный прибор при работающей системе.
Специальный инструмент позволяет заменять буксы термостатических клапанов даже без слива обслуживаемого прибора.
Все эти устройства созданы с целью исключения необходимости слива системы из-за проблем с радиатором или термостатическим клапаном. Если необходимость слива квартирной системы неизбежна, то к сливной арматуре системы присоединяют шланг, выводят его в емкость, устанавливаемую на лестничной клетке на 3–4 ступени ниже уровня пола обслуживаемой квартиры, и, перекрыв вводную арматуру, вывертывают воздухоотводчики приборов и открывают сливные краны.
Это позволяет опорожнить квартирную систему почти полностью (в трубах все-таки остается 2–3 литра воды). Это является недостатком предлагаемого в [1] способа подключения квартирной системы к стояку (а для двухуровневых квартир он и вовсе неприменим); тем не менее, подобные решения могут быть рассмотрены при проектировании.
Внутриквартирная разводка и отопительные приборы
От узла ввода в квартиру, оборудованного отключающей арматурой 2 , фильтром, прибором учета теплоэнергии и внутриквартирным коллектором, трубопроводы разводятся к приборам либо по лучевой схеме, либо (что встречается чаще) – к одной-двум группам приборов по двухтрубной схеме вдоль наружных стен.
Разводка выполняется из медных труб, а чаще – из металлополимерных, т. к. при малых диаметрах они предпочтительнее по стоимости материалов и работ, а также по удобству монтажа.
Кроме того, понижение расчетных параметров теплоносителя до европейских норм (75–65 °C) приближает расчетный срок их службы к декларируемому производителями.
Недостаток этих труб (а также медных труб в бухтах) – необходимость скрытой прокладки – устраняется применением радиаторов с нижней подводкой теплоносителя и встроенными термостатическими клапанами (рис. 2).
Применение отопительного прибора со встроенным термостатическим клапаном и нижним подводом теплоносителя позволяет решить целый ряд проблем внутриквартирной разводки
Применение таких приборов решает еще целый ряд задач:
• эстетичный внешний вид не провоцирует потребителя на замену прибора из соображений дизайна;
• во время декоративного ремонта помещения прибор можно снять при работающей системе;
• встроенный термостатический клапан, выполняющий заодно и функцию балансировочного, позволяет монтировать термоголовку вдоль оси стены, что намного удобнее перпендикулярного расположения термоголовки, имеющего место при применении «внешнего» терморегулятора, выполненного в виде трубопроводной арматуры проходного или углового исполнения;
• возможность преднастройки термоклапана, а также наличие механизма отключения, слива и заполнения прибора, что во многих случаях позволяет отказаться от лучевой схемы внутриквартирной разводки в пользу периметральной, сохранив преимущества первой и избежав ее недостатков;
• наличие нескольких типоразмеров по высоте и по глубине позволяет подобрать прибор с заданной теплоотдачей по ширине оконного проема 3 ;
• малая емкость прибора позволяет снизить емкость системы и (в независимых контурах) сэкономить на расширительном баке.
По своим конструктивным особенностям приборы с нижним подводом теплоносителя и встроенным термоклапаном не могут быть секционными и изготавливаются из стали или меди.
Отопительные приборы других конструкций применяются в комплексе с проектными решениями по присоединениям трубопроводов и арматуры.
Разобраться во всем многообразии отопительных приборов и в особенностях их применения призваны Стандарты АВОК (в частности, стандарт «Приборы отопительные. Часть 1. Общие технические условия», изданный в январе 2005 года).
В любом случае, все компоненты системы теплоснабжения (оборудование, отопительные приборы, трубы, фитинги, арматура) должны подбираться с учетом не только расчетных параметров теплоносителя, но и с учетом недопущения электрохимической коррозии, связанной с применением разнородных материалов.
В [1] автор не остановился на детализации внутриквартирной системы, ограничившись простым перечислением ее компонентов, однако из его подробного описания принципиальных решений по теплопункту и магистралям нетрудно сделать вывод о постоянном противодействии со стороны заказчика принятию любых решений, связанных с увеличением первоначальных затрат. Эффективность этих решений, с точки зрения эксплуатации системы, волнует заказчика в последнюю очередь, поскольку строят здания одни, а эксплуатируют – другие.
Простое решение проблемы: кто строит, тот и эксплуатирует (в некоторых регионах закрепленное на законодательном уровне), например, в Нижнем Новгороде не привилось (отдельные фирмы, взявшие на эксплуатацию построенные здания – не правило, а исключение, хотя разница в результатах огромна).
Данная статья затрагивает небольшую часть вопросов, связанных с проектированием современных отопительных систем и поднятых в [1], и имеет целью привлечь специалистов к продолжению обсуждения проектных решений, в частности, при проектировании отопления для организаций, берущих построенные здания на эксплуатацию, и при проектировании отопления в зданиях сложных архитектурных форм.
Литература
1. Касаткин В. С. О некоторых проектных решениях систем отопления и теплоснабжения жилых и общественных зданий //АВОК. 2005. № 2.
Тел. (8312) 35-72-59
1 Термин «пластиковые трубы», используемый в [1], представляется не совсем удачным. В системах отопления применяются металлополимерные и полимерные с противодиффузионным покрытием трубы, сертифицированные ФГУП «НИИсантехники». Эти трубы чаще применяются для внутриквартирной разводки.
2 Гидравлическую увязку участков стояка выполняют балансировочные клапаны, играющие роль одного из отключающих устройств на вводах в квартиры. В этом случае значительно облегчается и гидравлический расчет отопительных систем однотипных квартир, т. к. располагаемые напоры на вводах можно уравнять.
3 Рекомендации по применению стальных панельных радиаторов «VONOVA» / ФГУП «НИИсантехники». М., 2004.
Отопление административных зданий
Основные требования к системам отопления административных зданий
При разработке и монтаже системы отопления административного здания обязательно должны быть учтены требования стандартов, СНиП и другой нормативной документации. Соблюдение этих требований дает возможность создавать надежное отопление, которое будет безаварийно и безопасно работать в течение многих лет, обеспечивая качественный и экономичный обогрев помещений. С другой стороны, нарушение нормативных требований приводит к снижению эффективности работы системы, возникновению аварий, наложению на владельца объекта штрафных санкций.
Основные виды нормативных требований к системам отопления зданий:
строительные — обуславливают особенности расчета и монтажа отопления с учетом конструктивных особенностей здания;
санитарные — регламентируют температурные параметры воздушной среды в помещениях административных и офисных объектов, особенности распределения тепла с целью создания комфортных и благоприятных для здоровья людей условий;
монтажные — предусматривают необходимость использования при монтаже отопительной системы унифицированных элементов и комплектующих, которые можно легко заменить при обслуживании и ремонте;
эксплуатационные — устанавливают рекомендации по автоматизации отопительной системы для повышения ее эффективности и безопасности, уменьшение расходов организации, эксплуатирующей здание без снижения качества обогрева.
Какие виды систем отопления
Монтаж отопления здания может выполняться на базе оборудования различного типа. Ключевым параметром является тип применяемого для обогрева помещений теплоносителя и энергоносителя. По этому параметру выделяют следующие основные виды систем отопления зданий:
Электрическое отопление монтируется на основе электронагревательных приборов. Чаще всего для этой цели используются конвекторы, которые обеспечивают быстрое распределение теплого воздуха по объему помещения. Электрические системы хорошо поддаются автоматизации, их монтаж отличается простотой, поскольку не требуется дополнительной прокладки трубопроводов или воздуховодов. Однако основной проблемой является высокая стоимость электроэнергии. В связи с этим для обеспечения эффективного обогрева помещений большого объема, что характерно для административных зданий, потребуются значительные эксплуатационные расходы. В связи с этим монтаж системы отопления электрического типа применяется только при невозможности устройства водяного отопления.
Воздушная система отопления административного здания предусматривает использование климатического оборудования, которое нагревает воздух и распределяет его через систему воздуховодов по обогреваемым помещениям. В летний период система может работать на охлаждение воздуха. Минусом воздушного отопления является высокая стоимость оборудования и сложность монтажа, а также необходимость дополнительных мер по шумоизоляции оборудования и воздуховодов.
При монтаже отопления административных зданий чаще всего используются водяные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя. Источником тепла может быть внешняя сеть теплоснабжения с подключением через индивидуальный тепловой пункт или автономный отопительный агрегат, в роли которого чаще всего выступает газовый котел. Нагретый теплоноситель распределяется через трубопроводную сеть по радиаторам, которые установлены в каждом отдельном помещении. Также может применяться водяной теплый пол. Циркуляция теплоносителя поддерживается при помощи насосного оборудования. Правильно спроектированная и смонтированная система водяного отопления позволяет обеспечивать качественный и экономичный обогрев при сравнительно небольших затратах на монтаж, а также при высокой ремонтопригодности и простоте обслуживания. В отличие от воздушной, при работе водяной системы отопления не создается дополнительной шумовой нагрузки в обогреваемых помещения.
Теплотехнический расчет
Ключевым параметром при расчете системы отопления здания являются его тепловые потери. Это совокупное количество тепловой энергии, которое здание отдает атмосфере через ограждающие конструкции, оконные, дверные проемы, коммуникации и т.д. Объем теплопотерь зависит от качественных характеристик здания, от климатических и погодных условий. Определяющее значение имеет теплопроводность материала, из которого построены стены и кровля, оконных и дверных конструкций.
Работа системы отопления здания должна рассчитываться таким образом, чтобы вырабатываемое количество тепла полностью перекрывало тепловые потери, что позволит стабильно поддерживать комфортную температуру в помещениях. Для определения фактических тепловых потерь проводится достаточно сложный расчет. Учитывается коэффициент теплопроводности материала стен и их толщина. Эти величины позволяют вычислить потери тепловой энергии на 1 квадратный метр стен в разных погодных условиях и при разных режимах работы отопления. Отдельно рассчитываются тепловые потери для оконных, дверных проемов, кровли, других конструктивных элементов административного здания.
После определения удельного теплового расхода на отопление здания рассчитывается необходимая мощность котла, которым будет оснащен объект. Мощность должна быть достаточной для поддержания нормативной температуры во внутренних помещениях и компенсации тепловых потерь. Нормативная температура в офисных помещениях составляет от +18 °С до +22 °С, в подсобных помещениях — не ниже 16 °C. При теплотехническом расчете мощности котельного оборудования учитываются также поправочные коэффициенты, которые устанавливаются нормативными документами для конкретного региона.
Помимо мощности котла, при расчете тепловой нагрузки на отопление здания важно определить мощность радиаторов, которые будут монтироваться в каждом конкретной комнате и общих помещениях. Тепловая мощность радиаторов определяется с учетом теплотерь, которые приходятся на конкретное помещение, его объема, нормативных значений температуры.
Меры по энергосбережению
При проектировании и комплектации системы отопления административного или офисного здания должны предусматриваться меры по снижению затрат на ее эксплуатацию. Эти меры могут применяться по двум основным направлениям — уменьшение тепловых потерь здания и улучшение эффективности системы.
Снижение тепловых потерь здания необходимо предусматривать при его строительстве, реконструкции или ремонте. Строительство рекомендуется выполнять из стеновых материалов с минимальной теплопроводностью. К их числу относятся арболитовые блоки, пенобетон, газобетон, керамзитобетон. Однако эти материалы отличаются сравнительно небольшой прочностью, что позволяет возводить из них только малоэтажные административные здания. В многоэтажном строительстве они не применяются. Хороший эффект дает утепление стен и кровли с использованием современных теплоизоляционных материалов. Также рекомендуется установка энергосберегающих оконных и дверных конструкций. При значительной проходимости входной группы следует предусматривать устройство тамбуров и установку на дверные проемы воздушных тепловых завес. Это оборудование позволяет предотвратить выход теплого воздуха наружу при открывании дверей посетителями и работниками офиса.
Для повышения эффективности самой системы отопления офисного здания предусматривается ее оснащение современным оборудованием и комплектующими. Необходимо подобрать котел, который будет обеспечивать требуемую тепловую мощность с достаточным запасом при минимальном расходе теплоносителя. Высокую эффективность в этом плане дают современные котлы конденсационного типа. Автоматизация котельного оборудования позволяет значительно снизить расход топлива, стабильно поддерживая в помещениях заданную температуру. Наибольший полезный эффект дает погодозависимая автоматика, которая регулирует работу котла в зависимости от температуры воздуха на улице. Также могут задаваться различные режимы работы котельных агрегатов в зависимости от времени. Например, в рабочее время может устанавливаться более высокая интенсивность работы котла, а ночью и в выходные дни он может работать в режиме поддержания температуры.
Радиаторы системы отопления офисного или административного объекта рекомендуется оснащать автоматическими терморегуляторами. Эти устройства обеспечивают подачу на отопительный прибор только нужного объема теплоносителя в зависимости от температуры внутри помещения. Тем самым предотвращается перегрев воздуха и чрезмерное расходование теплоносителя. Каждый из радиаторов комплектуется запорной арматурой, которая позволяет полностью перекрыть подачу теплоносителя на прибор. Это позволяет при необходимости выполнить ремонт без остановки отопления всего здания.
Важным направлением также является создание оптимальной трубопроводной сети для циркуляции теплоносителя. При ее проектировании должны применяться схемы, которые минимизируют тепловые потери. Если магистральные линии или другие участки трубопровода прокладываются с использованием металлических труб, необходимо обеспечивать их теплоизоляцию.
В комплексе перечисленные меры позволяют увеличить КПД системы отопления, уменьшить тепловые потери и обеспечить экономичную работу отопительной системы. С учетом значительной площади административных зданий это дает значительный экономический эффект.
Выполнение работ по внедрению системы отопления
Наша компания выполняет весь комплекс работ по созданию отопительных систем административных и офисных зданий. Реализация проекта под ключ дает заказчику возможность снизить затраты и получить в кратчайшие сроки эффективно работающую, надежную и экономичную систему. Ее схема и характеристики будут полностью удовлетворять действующим нормативным требованиям, что исключает возможность наложения штрафных санкций со стороны контролирующих органов.
Этапы внедрения системы отопления:
Обследование объекта специалистами, сбор необходимых данных для проведения расчетов и проектирования.
Определение требований к котельному оборудованию по производительности и другим параметрам, выбор подходящих моделей оборудования из производственной линейки ведущих брендов. При подключении здания к городской сети теплоснабжения выбирается индивидуальный тепловой пункт с соответствующими техническими характеристиками.
Составление схемы трубопроводов отопления с выбором оптимальной разводки. Обычно в административных зданиях используется двухтрубная схема с попутным движением теплоносителя и нижней разводкой.
Гидравлический и тепловой расчет котельной, трубной разводки.
Составление сметы с точным расчетом затрат на комплектацию и монтаж отопления, согласование сметы с заказчиком.
Комплектация системы — поставка котельного и насосного оборудования, средств автоматики, труб, радиаторов, арматурных устройств, других комплектующих, материалов и аксессуаров для монтажа системы отопления.
Проведение монтажных работ, настройка, пусконаладочные работы, сдача системы в эксплуатацию, обучение персонала заказчика эксплуатации оборудования.
При необходимости предусматриваем возможности по дальнейшему расширению системы отопления путем подключения дополнительных модулей, увеличения ее производительности. Это потребуется, если заказчик в будущем планирует увеличивать площади своего объекта.
Также наша компания выполняет работы по обслуживанию отопления административных зданий. Мы проводим периодические комплексные обследования установленных систем, выполняем замеры основных рабочих параметров, осмотр и диагностику оборудования, регулярно выполняем регламентные работы, устраняем выявленные проблемы. Благодаря этому достигается стабильная работа отопления без перебоев и аварий, увеличивается общий срок эксплуатации системы и срок службы отдельных ее элементов. При необходимости наши специалисты выполнят ремонт или реконструкцию системы отопления.
