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.
Обзор систем отопления жилых и административных зданий: примеры расчета, нормативные документы
Создание эффективной системы отопления больших зданий существенно отличается от аналогичных автономных схем коттеджей. Разница заключается в сложности распределения и контроля параметров теплоносителя. Поэтому следует ответственно отнестись к выбору системы отопления зданий: виды, типы, расчеты, обследования. Все эти нюансы учитываются еще на стадии проектирования сооружения.
Требования к отоплению жилых и административных зданий
Следует сразу отметить, что проект отопления административного здания должен выполняться соответствующим бюро. Специалисты оценивают параметры будущего здания и согласно требованиям нормативных документов выбирают оптимальную схему теплоснабжения.
Независимо от выбранных видов систем отопления зданий, к ним предъявляются жесткие требования. Они базируются на обеспечении безопасности функционирования теплоснабжения, а также эффективности работы системы:
Санитарно-гигиенические. К ним относятся равномерное распределение температуры во всех помещениях дома. Для этого предварительно выполняется расчет тепла на отопление здания;
Строительные. Работа отопительных приборов не должна ухудшаться из-за особенностей конструктивных элементов здания как внутри, так и снаружи его;
Монтажные. При выборе технологических схем установки рекомендовано выбирать унифицированные узлы, которые можно будет оперативно заменить на аналогичные в случае выхода из строя;
Эксплуатационные. Максимальная автоматизация работы теплоснабжения. Это является первичной задачей наряду с теплотехническим расчетом отопления здания.
На практике используют проверенные схемы проектирования, выбор которых зависит от типа отопления. Это является определяющим фактором для всех последующих этапов работы по обустройству отопления административного или жилого здания.
При сдаче в эксплуатацию нового дома жильцы вправе потребовать копии всей технической документации, в том числе и системы отопления.
Виды систем отопления зданий
Как правильно подобрать определенный тип теплоснабжения здания? Прежде всего учитывается вид энергоносителя. Исходя из этого можно планировать последующие этапы проектирования.
Существуют определенные виды систем отопления зданий, отличающиеся как принципом работы, так и эксплуатационными качествами. Наиболее распространенным является водяное отопления, так как оно обладает уникальными качествами и может быть относительно легко адаптировано к любому типу здания. Выполнив расчет количества тепла на отопление здания можно выбрать следующие типы теплоснабжения:
Автономное водяное. Характеризуется большой инертностью нагрева воздуха. Однако наряду с этим является наиболее популярным типом систем отопления зданий из-за большого разнообразия компонентов и низкими затратами на обслуживание;
Центральное водяное. В этом случае вода является оптимальным типом теплоносителя для ее транспортировки на большие расстояние – от котельной к потребителям;
Воздушное. В последнее время оно применяется в качестве общей системы климатического контроля в домах. Является одной из самых дорогостоящих, что сказывается на обследовании системы отопления здания;
Электрическое. Несмотря на небольшие затраты по первичной закупке оборудования, электрическое отопление является самым дорогостоящим в обслуживании. В случае его установки следует максимально точно выполнить расчет отопления по объему здания, чтобы снизить планируемые затраты.
Что рекомендуется выбирать в качестве теплоснабжения дома – электрическое, водяное или воздушное отопление? Прежде всего нужно выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания и другие виды проектных работ. На основе полученных данных и подбирается оптимальная отопительная схема.
Для частного дома лучший способ теплоснабжения – установка газового оборудования в совокупности с водяной отопительной системой.
Типы расчета теплоснабжения зданий
На первом этапе необходимо выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания. Суть этих вычислений состоит в определении тепловых потерь дома, подборе мощности оборудования и теплового режима работы отопления.
Для корректного выполнения этих вычислений следует знать параметры здания, учитывать климатические особенности региона. До появления специализированных программных комплексов все расчеты количества тепла на отопление здания выполнялись вручную. При этом была высока вероятность ошибки. Теперь же, применяя современные методы вычислений, можно получить следующие характеристики для составления проекта отопления административного здания:
Оптимальная нагрузка на теплоснабжение в зависимости от внешних факторов – температуры на улице и требуемой степени нагрева воздуха в каждой комнате дома;
Правильный подбор компонентов для комплектации отопления, минимизация затрат на его приобретение;
Возможность в дальнейшем провести обновление теплоснабжения. Реконструкция системы отопления здания выполняется только после согласования старой и новой схем.
Делая проект отопления административного или жилого здания нужно руководствоваться определенным алгоритмом вычислений.
Характеристики системы теплоснабжения должны отвечать действующим нормативным документам. Их перечень можно взять в государственной архитектурной организации.
Вычисление тепловых потерь зданий
Определяющим показателем отопительной системы является оптимальное количество вырабатываемой энергии. Она же определяется тепловыми потерями в здании. Т.е. фактически работа теплоснабжения призвана компенсировать это явление и поддерживать температуру на уровне комфортной.
Для корректного расчета тепла на отопление здания необходимо знать материал изготовления наружных стен. Именно через них происходит большая часть потерь. Основной характеристикой является коэффициент теплопроводности строительных материалов – количество энергии, проходящей через 1 м² стены.
Технология расчета тепловой энергии на отопление здания заключается в следующих этапах:
Определение материала изготовления и коэффициента теплопроводности.
Зная толщину стены можно рассчитать сопротивление теплопередачи. Это величина обратная теплопроводности.
Затем выбирается несколько режимов работы отопления. Это разница между температурой в подающей и обратной трубе.
Деля получившеюся величину на сопротивление теплопередачи получаем тепловые потери на 1 м² стены.
Для такой методики нужно знать, что стена состоит не только из кирпича или ж/б блоков. При расчете мощности котла отопления и теплопотерь здания обязательно учитываются теплоизоляция и другие материалы. Общий коэффициент сопротивления телепередачи стены не должен быть меньше нормированного.
Только после этого можно приступать к вычислению мощности отопительных приборов.
Для всех полученных данных для расчета отопления по объему здания рекомендуется прибавить поправочный коэффициент 1,1.
Расчет мощности оборудования для отопления зданий
Для вычисления оптимальной мощности теплоснабжения следует начала определиться с его типом. Чаще всего затруднения возникают при расчете водяного отопления. Для корректного вычисления мощности котла отопления и тепловых потерь в доме учитывается не только его площадь, но и объем.
Самый простой вариант – это принять соотношение, что для обогрева 1 м³ помещения потребуется 41 Вт энергии. Однако такое вычисление количества тепла на отопление здания будет не совсем корректно. Оно не учитывает тепловые потери, а также климатические особенности конкретного региона. Поэтому лучше всего воспользоваться методикой, описанной выше.
Для расчета теплоснабжения по объему здания важно знать номинальную мощность котла. Для этого необходимо знать следующую формулу:
W=S*K
Где W – мощность котла, S – площадь дома, К — поправочный коэффициент.
Последний является справочной величиной и зависит от региона проживания. Данные о нем можно взять из таблицы.
Зона климата
Поправочный коэффициент
Центральная часть
От 0,1 до 0,15
Северные регионы
От 0,15 до 0,2
Южная часть России
От 0,07 до 0,1
Такая технология позволяет выполнить точный теплотехнический расчет отопления здания. Одновременно выполняется проверка мощности теплоснабжения относительно тепловых потерь в здании. Кроме этого учитывают назначение помещений. Для жилых комнат уровень температуры должен составлять от +18°С до +22°С. Минимальный уровень нагрева площадок и бытовых комнат равен +16°С.
Выбор режима работы отопления практически не зависит от этих параметров. Он определит будущую нагрузку на систему в зависимости от погодных условий. Для многоквартирных домов расчет тепловой энергии на отопление делается с учетом всех нюансов и согласно нормативной технологии. В автономном теплоснабжении подобных действий выполнять не нужно. Важно, чтобы суммарная тепловая энергия компенсировала все тепловые потери в доме.
Для уменьшения затрат на автономное отопление рекомендуется при расчете по объему здания использовать низкотемпературный режим. Но тогда следует увеличить общую площадь радиаторов, чтобы повысить тепловую отдачу.
Обслуживание системы отопления зданий
После корректного теплотехнического расчета теплоснабжения здания необходимо знать обязательный перечень нормативных документов на ее обслуживание. Это нужно знать для своевременного контроля работы системы, а также минимизации появления аварийных ситуаций.
Составление акта осмотра системы отопления здания происходит только представителями ответственной компании. При этом учитывается специфика теплоснабжения, его вид и текущее состояние. Во время обследования системы отопления здания должны заполняться следующие пункты документа:
Местонахождение дома, его точный адрес.
Ссылка на договор о поставке тепла.
Количество и местонахождение приборов теплоснабжения – радиаторов и батарей.
Замер температуры в помещениях.
Коэффициент изменения нагрузки в зависимости от текущих погодных условий.
Для инициации обследования отопительной системы дома необходимо подать заявление в управляющую компания. В нем обязательно указывается причина — плохая работа теплоснабжения, аварийная ситуация или несоответствие текущих параметров системы нормам.
Акт осмотра системы отопления
Согласно текущих норм во время аварии представители управляющей компании должны в течение максимум 6 часов ликвидировать ее последствия. Также после этого составляется документ о причиненном ущербе собственникам квартир из-за аварии. Если причиной является неудовлетворительное состояние – УК должна за свой счет восстановить квартиры или выплатить компенсацию.
Нередко во время реконструкции системы отопления здания необходимо выполнить замену некоторых ее элементов на более современные. Затраты определяются фактом – на чьем балансе состоит отопительная система. Восстановлением трубопроводов и других компонентов, не находящихся в квартирах должна заниматься управляющая компания.
Если же собственник помещения захотел поменять старые чугунные батареи на современные — следует предпринять такие действия:
В управляющую компанию составляется заявление, в котором указывается план квартиры и характеристики будущих отопительных приборов.
По истечении 6 дней УК обязана предоставить технические условия.
Согласно им выполняется подбор оборудования.
Монтаж осуществляется за счет собственника квартиры. Но при этом должны присутствовать представители УК.
Для автономного теплоснабжения частного дома ничего этого делать не нужно. Обязанности по обустройству и поддержанию отопления на должном уровне полностью относятся к собственнику дома. Исключения составляют технические проекты электрического и газового отопления помещений. Для них обязательно нужно получить согласие УК, а также выполнить подбор и монтаж оборудования согласно условиям технического задания.
В видеоматериале рассказывается об особенностях радиаторного отопления:
Акт осмотра системы отопления
