Как правило, в нижней части каждого жилого помещения проходят отопительные трубы. Уровень теплообеспечения квартиры напрямую связан с установленным типом разводки системы отопления. Она может быть вертикальной или горизонтальной и состоять из одной или двух труб. Каждая система имеет характерные особенности и отличия. Наиболее простой и бюджетный вариант проведения отопительных систем - установка вертикального отопления.
Разводка вертикального типа делится на следующие виды:
Однотрубная вертикальная система является достаточно статичной по сравнению с горизонтальной. Это означает, что отсутствует возможность ее масштабирования, изменения числа радиаторов или установки регуляторов. Вертикальная система требует установления меньшего числа труб по сравнению с горизонтальной, но большего числа нагревательных приборов. Регулировать теплоциркуляцию практически невозможно, поэтому такая система подходит для установки в жилых помещениях с естественной циркуляцией теплоносителя.
Двухтрубные системы можно регулировать. Они обычно прокладываются по поверхности пола или непосредственно по самому полу. Каждый радиатор отопления имеет кран для спуска воздуха в обязательном порядке.
Вертикальная организация системы отопления подразумевает присоединение всех используемых устройств к основному стояку. Каждый этаж подсоединен к общей системе отдельно. Во время эксплуатации данной системы почти никогда не образуется воздушных пробок.
При работе системы обогрева из двух труб с верхней разводкой можно создать различные схемы монтажных работ. Данные схемы будут различаться в зависимости от места, где располагается расширительный бак, при этом учитывается высота от пола.
Организованная система может содержать трубы различного диаметра, так как верхняя точка трубы, отвечающей за подачу, находится в начале разводки.
Схема разводки вертикального типа в настоящее время преобладает в жилых домах. Наиболее часто используется отопительная система из двух труб. Одна из труб служит для прямого теплоснабжения, а другая — для обратного. Такие системы обычно состоят из следующих элементов:
Вертикальную систему отопления применяют в помещениях, где ведется единый учет теплопотребления. В таких системах невозможно установить индивидуальные счетчики. Использование разводок дает следующие преимущества:
Работы, связанные с системой отопления, всегда лучше доверять опытному специалисту. Это позволит обеспечить отличный результат, получить результат работы в кратчайшие сроки и сэкономить деньги. Все опытные мастера уже выработали алгоритм действий по осуществлению монтажных работ. Можно выделить основные моменты проведения работ с разводкой из двух труб:
В домах может использоваться горизонтальная и вертикальная разводка системы отопления. В современном многоэтажном строительстве все активнее используется горизонтальная разводка, которая демонстрирует хорошие технические, эстетические и эксплуатационные характеристики. В данной статье будет рассмотрена горизонтальная разводка системы отопления.
Горизонтальная разводка отопления имеет ряд достоинств:
Из недостатков можно выделить разве что следующие моменты:
Горизонтальная и вертикальная система отопления имеют массу отличий, поэтому для выбора подходящей конструкции нужно изучать их во всех подробностях. Далее речь пойдет только о горизонтальной системе.
Существует несколько видов горизонтальной разводки:
Каждую схему нужно рассмотреть подробнее.
В такой системе есть несколько источников тепла, через которые проходят отопительные трубы. Теплоноситель продвигается по такой системе и отдает тепло приборам, расположенным на определенных участках контура. Однотрубное горизонтальное отопление в многоквартирном доме имеет хорошую эффективность и отличается сравнительно небольшой стоимостью.
Достоинства такой системы выглядят следующим образом:
Недостатки тоже есть:
Ключевой особенностью однотрубной разводки является необходимость постепенного увеличения размеров радиаторов в порядке их удаления от теплового генератора – это правило позволяет сбалансировать теплоотдачу. В случае с длинной системой устанавливать отопительные коллекторы придется чаще, чтобы теплоноситель не успевал потерять температуру.
Такая горизонтальная разводка отопления в многоквартирном доме, как понятно из названия, включает в себя две основных магистрали, по одной из которых теплоноситель двигается вперед, а по второй – возвращается к генератору тепла. Теплоотдача осуществляется за счет радиаторов, которые устанавливаются под окнами или возле стен, выходящих на северную сторону, потому что от них исходят самые заметные потоки холода.
Двухтрубная система обязательно комплектуется запорной арматурой. Данные элементы позволяют при необходимости отключать отдельные детали системы без остановки всего отопительного контура. Кроме того, нужны компенсаторы, которые нивелируют негативное воздействие давления. Правильно собранная система может нормально выдерживать максимальное давление и гидроудары, и не замерзнет даже при отрицательной температуре.
Из достоинств такой системы можно отметить:
Главным и самым заметным недостатком является сложность тонкой отстройки температуры в том случае, если система имеет большое количество ответвлений – вертикальная разводка системы отопления в этом плане несколько проще, но не столь эффективна.
Данная схема горизонтальной разводки имеет замкнутую конструкцию, состоящую из нескольких веток, каждая из которых подводится к собственным приборам. Как правило, для такой разводки используются полимерные или полиэтиленовые трубы – их прочностных и эксплуатационных характеристик вполне достаточно для нормальной работы системы, да и обходятся они дешево.
В такой системе подключение идет напрямую к коллектору, за счет чего обеспечивается равномерное распределение тепловой энергии по всей отапливаемой площади. Контуры подачи и обратки при такой схеме работают независимо друг от друга. Теплоноситель проходит через радиаторы и направляется обратно для последующего цикла нагрева. В результате получается замкнутая система, работа которой регулируется в автоматическом режиме.
Горизонтальная разводка параллельного типа вполне подходит для обустройства любых проектов, поскольку конструкция включает в себя несколько простых элементов, легко поддающихся настройке. Что немаловажно, при использовании такой схемы радиаторы не нужно комплектовать клапанами для отвода воздуха.
В системе обязательно должен быть хороший циркуляционный насос – работа отопления в рассматриваемом варианте горизонтальной разводки возможна только при наличии насоса. Распределительный щиток, в котором находится все оборудование, обычно помещается в коридорах или санузлах, а для многоэтажных домов вполне проходит вариант с размещением щитка в подвале.
Перечень достоинств такой разводки выглядит следующим образом:
Недостатки тоже имеются, и среди них больше всего выделяется:
При монтаже нужно обязательно уделить внимание качеству теплоизоляции отопительной системы, особенно стояка. Не будет лишним обустройство утепленного короба, предназначенного для установки стояка. В любом случае, проектирование и установку двухтрубной коллекторной схемы лучше доверить специалистам, имеющим опыт проведения подобных работ.
Горизонтальная разводка системы отопления имеет ряд положительных качеств и хорошо подходит для самых разных условий. Обустройство такой разводки в сложной конфигурации нельзя назвать простым, поэтому для этой работы стоит нанять специалистов.
Описание:
Системы, применяемые в зданиях повышенной этажности можно разделить на вертикальные (стояковые) и горизонтальные (поквартирная, поэтажная разводка). И те, и другие имеют как ряд преимуществ, так и недостатки. Вертикальную (стояковую) разводку, как правило, применяют в зданиях с единым учетом теплопотребления (только домовой учет).
Схема этажного узла подключения поквартирных систем отопления и водоснабжения к вертикальным стоякам
По сравнению с системами отопления с вертикальными стояками, горизонтальные двухтрубные поквартирные системы отопления с разводкой в полу имеют ряд преимуществ, главным образом с точки зрения службы эксплуатации и владельцев квартир.
Поквартирная система позволяет службе эксплуатации отключить только одну квартиру, например в случае аварии или при необходимости ремонта или замены отопительных приборов. Систему отопления отдельно взятой квартиры можно легко отрегулировать независимо от других квартир. Кроме того, как было отмечено выше, данная схема не критична к проблеме несанкционированного переустройства систем отопления внутри квартир (замене приборов и термостатов). Независимость разводки от других квартир предполагает возможность индивидуального проектирования отопления каждой квартиры в зависимости от пожелания владельца данной квартиры. Поквартирная система отопления при необходимости может быть легко оборудована поквартирными теплосчетчиками, что позволяет перейти на оплату фактически потребленной тепловой энергии по показаниям данных теплосчетчиков. Сама по себе установка теплосчетчиков не относится к энергосберегающим мероприятиям, однако оплата фактически потреб-ленной тепловой энергии является мощным стимулом, заставляющим жителей проводить в квартире такие мероприятия и устанавливать наиболее экономичные параметры микроклимата. Например, при длительном отсутствии можно понизить температуру воздуха в помещениях до некоторого минимального значения посредством термостатов на отопительных приборах. При существующем в настоящее время положении, когда стоимость тепловой энергии входит в состав квартирной платы, владелец квартиры не заинтересован в экономии энергии; если в квартире очень жарко – будет открыта форточка, но никогда не будет закрыт термостат. Применение поквартирных систем отопления, по сравнению с вертикальными, приводит к уменьшению протяженности магистральных труб, которые всегда имеют наибольший диаметр (наиболее дорогие), снижению потерь теплоты в необогреваемых помещениях, где проложены трубопроводы, упрощению поэтажного и посекционного ввода здания в эксплуатацию. Стоимость устройства поквартирной системы отопления, исходя из опыта проектирования ряда объектов, не намного превышает стоимость стандартных схем с вертикальными стояками, однако срок службы поквартирной системы отопления примерно в два раза выше за счет применения труб из термостойких полимерных материалов, таким образом, использование данной схемы экономически целесообразнее.
Нормативные документы декларируют применение в жилых зданиях поквартирных систем отопления. В то же время допускается применение труб из термостойких полимерных материалов. Это могут быть трубы, выполненные из сшитого полиэтилена, полипропилена, стеклопластика, металлополимерные, медные и др. К системам отопления с трубами из таких материалов действующими нормами предъявляются следующие требования:
Системы поквартирного отопления в зданиях следует проектировать двухтрубными, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учета расхода теплоты для каждой квартиры.
Трубопроводы систем отопления следует проектировать из стальных, медных, латунных труб, термостойких труб из полимерных материалов (в том числе металлополимерных и из стеклопластика), разрешенных к применению в строительстве. В комплекте с пластмассовыми трубами следует применять соединительные детали и изделия, соответствующие применяемому типу труб.
Параметры теплоносителя (температура, давление) в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должны превышать предельно допустимые значения, указанные в нормативной документации на их изготовление, но не более 90 °С и 1,0 МПа.
Трубы из полимерных материалов, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами или с приборами и оборудованием, в том числе в наружных системах теплоснабжения, имеющих ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь антидиффузный слой.
Последнее утверждение, на наш взгляд, довольно спорно, т. к. трудно представить диффузию кислорода внутрь трубы, в которой среда находится под давлением, значительно большим, нежели атмосферное (6–8 атмосфер).
В поквартирных системах отопления рассматриваемых объектов (за исключением здания по ул. Маршала Бирюзова, 32, в котором применены полипропиленовые трубы) использованы трубы из сшитого полиэтилена (PEX). Исходя из опыта проектирования, можно рекомендовать широкое использование таких труб в массовом высотном строительстве.
Технология производства труб из сшитого полиэтилена начала распространяться около тридцати лет назад. К настоящему времени только в Европе уже установлено свыше 5 млрд м труб из РЕХ (все способы сшивки), на них приходится свыше 50 % общего объема рынка полимерных труб для сантехники и горячего водо-снабжения (ГВС). Основные преимущества применения труб из сшитого поли-этилена следующие:
Однородность стенки и прочностные характеристики материала, позволяющие монтировать системы водоснабжения и отопления, включая центральное, в домах повышенной этажности с расчетным сроком службы не менее 50 лет, что допускает применение скрытой разводки и, в свою очередь, соответствует современным эстетическим требованиям.
Способность к воссозданию формы, «молекулярная память», позволяющие восстановить трубопровод после «надлома» (чрезмерного изгиба), а также эксплуатировать систему после размораживания.
Надежность соединения трубы и фитинга.
Разнообразие типов и большая номенклатура фитингов в сочетании с гибкостью и большой длиной намотки бухт, позволяющие минимизировать количество соединений и отходов труб.
Ремонтопригодность системы: скрытая прокладка трубопровода в гофре (канале), в соответствии с требованиями СНиП, позволит, при необходимости, произвести замену поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции стены или пола.
Гладкая внутренняя поверхность, не позволяющая твердым частицам «приставать» к стенкам, – трубы «не зарастают», сохраняя внутреннее сечение; коэффициент гидравлического сопротивления уменьшается по сравнению со стальными трубами на 25–30 %.
Можно отметить также, что срок и сложность монтажа и количество занятых при этом людей гораздо ниже, чем при использовании стальных труб, системы очень просты в работе, и для их монтажа не требуются специалисты такой высокой квалификации, как сварщики.
Существует три наиболее распространенных способа изготовления модифицированного полиэтилена: пероксидный (PEX-a), силановый (PEX-b), радиационный (PEX-c).
Первый производитель таких труб, шведская фирма Wirsbo (с 1988 г. – в составе концерна Uponor), вышел на рынок с пероксидной технологией в 1972 г., и к настоящему времени только этой фирмой произведено 1,2 млрд м труб из PEX-a.
Типы труб из сшитого полиэтилена, представленные на отечественном рынке, некоторые производители и краткий перечень объектов в Москве, в системе отопления которых используются данные трубы, представлены в табл. 1.
| Таблица 1 Типы труб из сшитого полиэтилена, некоторые производители и примеры объектов |
|||||||||||||||
|
Следует отметить, что большую роль в продвижении применения труб из сшитого полиэтилена в нашей стране сыграло создание учебных центров, в которых для проектировщиков устраивались специальные семинары. Такие центры организовали все ведущие производители PEX-труб. Кроме этого, производители предлагают специальное программное обеспечение, как правило, бесплатное, позволяющее провести расчет теплопотерь и быстро подобрать необходимое оборудование и спроектировать систему.
Различие в способах сшивки приводит к различиям и в термомеханических свойствах. В общем случае более высокая плотность сетчатой структуры, повышая прочность, одновременно увеличивает жест-кость материала, делая трубы менее эластичными. Наиболее прочную конструкцию обеспечивает силановый способ изготовления, и в настоящее время можно отметить тенденцию уверенного увеличения на рынке доли труб, изготовленных по технологии PEX-b. Кроме этого, данные трубы отличаются более низкой ценой, поскольку производятся в нашей стране отечественными производителями.
Скорость теплоносителя в трубах систем поквартирного отопления из сшитого полиэтилена принимается, как правило, на уровне значений, соответствующих экономичным гидравлическим сопротивлениям (R = 150–250 Па/м). При этом ориентировочно для подбора диаметров труб в системе поквартирного отопления с горизонтальной разводкой можно принимать значения скорости движения теплоносителя и, соответственно, тепловой нагрузки при разнице температур в подающем и обратном трубопроводе в 20 °С, указанные в табл. 2.
Выше указывалось, что по требованиям СНиП давление теплоносителя в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должно превышать 1,0 МПа. Теоретически такое предельное давление позволяет увеличить высоту зоны. Однако трубы из сшитого полиэтилена не рассчитаны на такое давление (например, трубы из PEX-a при температуре 90 °С рассчитаны на максимальное давление 8,6 атмосфер). По этим соображениям и поквартирные системы отопления зонируются по вертикали, высота зоны при этом, как правило, ограничивается 50–60 метрами. На большинстве объектов, описываемых в данной статье, использованы трубы из PEX-a производства Rehau, однако сейчас рассматриваются возможности применения труб из сшитого полиэтилена, изготовленных и по другим технологиям, в частности, уже построены объекты, на которых применяются трубы из PEX-b, производства корпорации «Бирпекс». Причиной выбора PEX-a для первых объектов стала их гарантированная надежность и долговечность: первые здания с такими трубами были построены еще в 1972 году, и таким образом можно говорить о том, что минимум тридцатилетний срок службы подтвержден опытом реальной эксплуатации. Ограничение применения PEX-труб заключается в ограниченных сочетаниях рабочего давления и температуры.
Хочется обратить внимание проектировщиков на правильный подбор труб с точки зрения допустимых рабочих давлений и температур. Как было отмечено выше, по требованиям СНиП давление и температура теплоносителя в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должны превышать соответственно 1,0 МПа и 90 °С. Допустимое давление в трубе зависит, в том числе, от рабочей температуры и от диаметра трубы: например, производителем могут быть предложены трубы 18 х 2 и 18 х 2,5 мм, и при одной и той же температуре первая труба рассчитана на давление 6 атмосфер, а вторая – на 10 атмосфер.
Очень часто бывает, что уже после разработки проекта системы отопления инвестор принимает решение об увеличении высоты здания на несколько этажей, в результате чего предельное гидростатическое давление может превысить допустимое. Например, трубы из PEX-a при 90 °С рассчитаны на 8,4 ат, что означает максимальную высоту системы 80 м (теоретически высоту системы можно было бы делать больше, поскольку арматура рассчитана на 10 ат, а отопительные приборы на 16–25 ат). Поэтому для надежности, во избежание превышения предельного гидростатического давления, лучше предусмотреть «лишнюю» зону в здании.
Не следует завышать и рабочую температуру. Если здание рассчитано на 95 °С, трубы из PEX применять в системе отопления нельзя, поскольку они рассчитаны максимум на 90 °С (эта же температура указана и в СНиП). Некоторые проектировщики тем не менее мотивируют возможность применения в этом случае PEX-трубы тем, что график теплоснабжения практически никогда не выдерживается, и данная температура (95 °С) никогда достигнута не будет. На наш взгляд, это мнение является ошибочным, и завышения рабочей температуры ни в коем случае нельзя допускать. При применении систем с трубами из сшитого полиэтилена можно рекомендовать придерживаться температурного графика 90–70 °С, 90–65 °С, поскольку дальнейшее понижение температуры приведет к значительному росту поверхности нагревательных приборов, что не приветствуется инвесторами из-за роста стоимости систем.
Из-за различий в температуре теплоносителя, подаваемого в здание от городских тепловых сетей, значительный зарубежный опыт эксплуатации систем с трубами из сшитого полиэтилена может быть использован в нашей стране очень ограниченно. В таких странах, как Голландия, Дания, Германия, теплоноситель подается в здания с температурой 70–75 °С. На рассматриваемых объектах состояние труб из сшитого полиэтилена внимательно контролируется, тем не менее уже накопленный опыт позволяет говорить о том, что и при монтаже, и при эксплуатации систем из PEX-труб в зданиях, подключенных к сетям через ЦТП, проблем возникает значительно меньше, чем у систем с трубами из других материалов.
Еще одно преимущество труб из PEX – возможность ее замоноличивания в бетон. СНиП допускает замоноличивать в бетон неразрывные соединения. Система натяжных фитингов PEX-труб относится как раз к неразрывным соединениям, в отличие от других систем: например, металлопластиковые трубы соединяются посредством накидных гаек, поэтому замоноличивание таких труб является нарушением СНиП.
Опыт применения металлопластиковых труб в системах отопления был признан неудачным, и в настоящее время службой эксплуатации использование этих труб в данных системах запрещено. В процессе эксплуатации было установлено, что в результате старения разрушается клеевой слой и внутренний слой такой трубы «схлопывается», вследствие чего меняется проходное сечение, и система отопления перестает нормально работать. Такое место очень сложно обнаружить, обычно в этом случае неисправность ищется в термостатах, насосах и т. п. Для обнаружения неисправности был разработан специальный способ, при котором в линию ставился водомер, по показаниям которого и удавалось локализовать место «схлопывания». Помимо «схлопывания», в системах отопления из металлопластиковых труб отмечались случаи потери герметичности накидных резьбовых соединений из-за старения резиновых уплотнений.
Одно из значительных преимуществ труб из сшитого полиэтилена по сравнению со стальными – отсутствие резьбовых соединений, что значительно повышает надежность системы. Из-за отсутствия резьбовых соединений значительно уменьшается число очагов механического напряжения, которые появляются в резьбовых соединениях при нагревании и остывании системы. Известны случаи, когда при остановке на лето горячего водоснабжения трубы начинали рваться по резьбовым соединениям. В системах с трубами из сшитого полиэтилена очаги механического напряжения равномерно распределяются по всей длине труб. Здесь играет роль и тот фактор, что данные трубы поставляются в виде бухт, и таким образом длина магистрали безо всяких соединений может достигать значительной величины (например 200 м).
Необходимо отметить, что самих по себе труб совершенно недостаточно для устройства системы отопления или водоснабжения. Система может быть построена только в том случае, если труба обеспечена необходимым ассортиментом фитингов. Не все производители предлагают полный ассортимент фитингов, что вынуждает закупать их на стороне. Это достаточно дорого, и, кроме того, фитинги одного производителя могут не соответствовать трубам другого производителя, несмотря на то, что типоразмеры труб у всех производителей стандартизованы. Использование фитингов и труб, не соответствующих друг другу, приводит к негерметичности соединений, в результате чего в процессе эксплуатации в системе отопления могут появиться протечки.
Срок службы PEX-труб зависит от температуры теплоносителя – чем ниже эта температура, тем больше срок службы трубы. Как уже отмечалось выше, первые такие трубы начали использоваться более 30 лет назад и успешно эксплуатируются в настоящее время. Производители указывают срок службы труб в зависимости от температуры – от 25 до 50 лет. Это минимальные цифры, по нашему мнению, реальный срок службы может быть гораздо выше. Внутренняя поверхность труб из сшитого полиэтилена всегда чистая, в отличие от стальных, там не накапливается ржавчина, окалина и т. д. Старение материала таких труб происходит только в результате воздействия ультрафиолетового излучения. Поскольку на рассматриваемых объектах все трубы защищены от солнечного света – проложены в гофре, в стяжке пола, в пространстве подшивного потолка, в штрабах – старения и разрушения этих труб не происходит. Отопительные приборы подключаются либо посредством специальной розетки, установленной в стене, либо посредством металлической стандартизированной подводки снизу.
Разводка труб в системе отопления квартиры может выполняться либо в полу, либо в пространстве подшивного потолка. На рассматриваемых объектах используется, как правило, разводка труб в полу. Поскольку электрическая проводка и различные слаботочные линии могут также располагаться в конструкции пола, необходимо выполнять разводку труб таким образом, чтобы максимально возможно избежать пересечек.
Горизонтальные поквартирные системы отопления бывают лучевые, периметральные и смешанные. В муниципальных жилых домах площадь одной квартиры относительно невелика. С другой стороны, ограждающие конструкции современных зданий отличаются хорошей теплозащитой. Теплопотери квартир невелики. В связи с этим система отопления рассчитана на небольшую тепловую нагрузку, что позволяет использовать трубы малых диаметров. Например, при тепловой нагрузке до 7 кВт достаточно применять трубу диаметром 20 мм. В этом случае квартирная разводка подключается непосредственно к вертикальному стояку в лестнично-лифтовом холле, безо всяких промежуточных шкафов, а внутри квартиры используется периметральная или смешанная разводка.
В жилых домах элитного класса квартиры, как правило, очень большие. Часто используется витражное остекление, устраиваются зимние сады. Несмотря на хорошую теплозащиту, теплопотери квартир достаточно велики. Из-за значительной тепловой нагрузки в подобных квартирах не всегда удается применить даже трубы диаметром 25 мм. В связи с этим в жилых домах элитного класса на вводе в квартиру труб системы отопления устанавливается промежуточный распределительный шкаф, в котором располагается запорная арматура, воздухоотводчики.
Питание квартирных шкафчиков предусматривается от распределительных коллекторов, установленных в выделенных местах лестнично-лифтового узла, обычно это место оборудовано дверями, ключ от которых находится только у службы эксплуатации. В этом же месте, как правило, организуется подключение квартир к системам водоснабжения, а также устанавливаются тепло- и водосчетчики. Сейчас предлагаются модели теплосчетчиков, на вход которых можно подать импульс с водосчетчиков, удешевив таким образом систему диспетчеризации. Даже если тепло- и водосчетчики не устанавливаются, предусматривается место для их размещения, а также для прокладки информационной шины.
Внутри квартиры разводка систем отопления выполняется в полу, как правило, по лучевой схеме, хотя может использоваться и периметральная. Эти две схемы, лучевая и периметральная, в целом равнозначны. Опыт эксплуатации показал, что обе они работают очень хорошо, но все же использование лучевой схемы предпочтительнее, особенно для квартир большой площади. Одно из преимуществ лучевой разводки – использование труб меньшего диаметра. Для большой квартиры при периметральной системе отопления необходима труба диаметром 25 или 32 мм. В этом случае, во-первых, увеличивается подготовка пола. Во-вторых, при этом увеличивается стоимость необходимых материалов (тройник большого диаметра соизмерим по цене с самой трубой). Гораздо выгоднее в таких случаях, применив лучевую разводку, пойти на увеличение числа труб при одновременном уменьшении их диаметра. В этом случае, поскольку вместо шумопоглощающей керамзитовой засыпки используются современные звукопоглощающие материалы небольшой толщины, стяжка пола получается тоньше, что позволяет выиграть в высоте потолков и объеме квартир (в современных квартирах «элитного» класса это обстоятельство является достаточно значимым, поскольку влияет на коммерческую стоимость квартиры). Система с лучевой разводкой проще в монтаже и очень удобна в эксплуатации.
Можно легко сменить отопительный прибор данного луча, не отключая остальные приборы. При каких-либо манипуляциях с отопительным прибором, например при ремонте или в случае аварии, в отличие от периметральной разводки, нет необходимости останавливать отопление всей квартиры, в результате чего квартира в зимнее время выстужается. При лучевой разводке нет необходимости проделывать отверстия в несущих стенах. При перепланировке квартиры стены могут быть перенесены на другое место, и трассы отопления также.
Если в процессе перепланировки или ремонта материал пола крепится по периметру помещения, возможны повреждения труб периметральной разводки (такие случаи были отмечены в процессе эксплуатации здания по ул. Маршала Бирюзова, 32, в котором применялась поквартирная система отопления, выполненная по периметральной схеме из полипропиленовых труб). С другой стороны, если в квартире укладывается паркет, то используется фанерная подготовка, которая крепится большим числом «гвоздей», забиваемых в стяжку. В этом случае лучевая схема более уязвима, чем периметральная. Кроме этого, были отмечены случаи, когда в процессе ремонта при снятых отопительных приборах строительные растворы попадали в трубы, что приводило к их засорению и отключению отопления всей квартиры. Места засоров в таких случаях достаточно сложно локализовать, службой эксплуатации для этих целей был приобретен комплект теплови. Высотные зионного оборудования. Для устранения засора при периметральной разводке требуется отключать всю квартиру. При использовании лучевой разводки в таких случаях отключается только та ветвь, в которой произошел засор, при том что место засора обнаружить очень просто. В упомянутом здании вертикальные стояки системы отопления расположены внутри квартир. Эти стояки были оборудованы балансовыми парами, система была отрегулирована, однако опыт эксплуатации здания показал, что при таком расположении стояков в случае аварии попасть в квартиру для минимизации ущерба зачастую затруднительно. Исходя из этого, на всех новых объектах в настоящее время вертикальные стояки систем отопления и горячего водоснабжения с необходимой запорной арматурой располагаются в лестнично-лифтовом холле, где к ним возможен доступ сотрудников службы эксплуатации.
Отопительные приборы требуют индивидуальных ручных или автоматических воздуховыпускных клапанов, которые также монтируются и на распределителе.
Помимо системы отопления, по такой схеме (с горизонтальной поквартирной разводкой) может быть организовано и горячее водоснабжение отдельной квартиры. Данная схема успешно реализована, например в высотных жилых комплексах «Воробьевы Горы» и «Триумф-Палас».
В этом случае стояки системы водоснабжения проложены в лестнично-лифтовом холле, откуда обеспечивается ввод в квартиру трубопроводов горячей и холодной воды. Система оснащена счетчиками горячей и холодной воды, которые вместе с фильтрами и регуляторами давления установлены в распределительных шкафах в лестнично-лифтовом холле. Расчет за фактически потребленные ресурсы ведется по показаниям счетчиков. Такое решение позволяет при необходимости отсечь одного из потребителей, проверить давления, отрегулировать потребителей. Локализация поврежденного участка позволяет минимизировать ущерб от аварии, при этом водоснабжение соседних квартир не прекращается.
Во избежание перетока воды из холодной магистрали в горячую, возникающего в результате неправильной эксплуатации некоторых типов сантехнического оборудования, на вводах в квартиры систем горячего и холодного водоснабжения устанавливаются обратные клапаны. Предусматривается установка ограничительных регуляторов давления на 4 бара (подробнее об этом см. статью «Опыт проектирования и эксплуатации инженерных систем новых высотных жилых комплексов Москвы», «АВОК», 2005, № 2, с. 8–18).
Разводка до квартир и в квартире выполняется, как и для системы отопления, из PEX-труб, размещенных, как правило, за подшивным потолком (может быть и в полу). Поскольку разводка от отключающей до водоразборной арматуры выполняется без разрывов, «одной трубой», данная схема отличается очень высокой надежностью, устойчивостью к протечкам. В свою очередь, гладкая внутренняя поверхность трубы из сшитого полиэтилена позволяет избежать «зарастания» трубы даже в случае использования очень жесткой воды. Система водоснабжения также делится на зоны по высоте, и в описываемых системах стояки систем прокладываются параллельно в указанных выше нишах лестнично-лифтового узла, имеют удобный доступ для обслуживания и ремонта. По аналогии с системами отопления все стояки ГВС оборудуются компенсаторами и неподвижными опорами. Расчетная циркуляция выставляется при помощи регулирующей и балансировочной арматуры. Применение современных регуляторов позволяет использовать в ИТП одну группу теплообменников ГВС для 2-3 зон, что успешно реализуется на построенных по нашим проектам объектах.
Современные системы отопления зданий являются системами, предъявляющими повышенные требования к надежности и регулируемости, особенно в высотных и протяженных зданиях. В таких условиях обеспечение гидравлической устойчивости является основной задачей как проектирования, так и эксплуатации системы отопления. Системы должны быть управляемыми во всех режимах и не выходить за пределы эффективной работы. Традиционно такая управляемость достигается повышением сопротивления узлов отопительных приборов (радиатор и терморегулятор) и гидравлической увязкой циркуляционных колец. С этой целью на объектах применяются радиаторные терморегуляторы RTD-N фирмы «Данфосс» с повышенным гидравлическим сопротивлением на обвязке отопительных приборов, а на стояках или приборных ветвях системы – автоматические балансировочные клапаны серии ASV-P (PV и PV Plus) и ASV-M (I). Возникает вопрос – насколько оправдано применение автоматических балансировочных клапанов в двухтрубной системе отопления, ведь ручные балансировочные клапаны дешевле. Это не совсем так. Фактически при таком подходе не учитываются те затраты, которые необходимы для наладки и запуска двухтрубной системы отопления с ручными балансировочными клапанами. Наладка систем с ручными балансировочными клапанами, как правило, осуществляется по одному из трех наиболее распространенных методов: пропорциональному, компенсационному или компьютерному (при помощи специализированного прибора PFM 3 000). Описание этих методик – тема для отдельной статьи, и в данном случае необходимо коснуться только подготовительного этапа, единого для всех методик. Перед наладкой системы необходимо провести следующие мероприятия: испытать систему на герметичность, промыть и прочистить фильтры, удалить воздух из системы, вывести в рабочий режим насос (100 % нагрузка). Все термостатические клапаны установить в положение, соответствующее проектной настройке (только так можно определить перегревы и недогревы помещений). Для этого колпачок термостатического клапана не должен упираться в шток. Колпачками защищают шток от грязи и поломок. Замена колпачков на термостатические элементы осуществляется только по окончании наладки. Проведение всех этих мероприятий возможно, фактически, только при наладке системы отопления нового незаселенного дома. После же заселения, когда те или иные переделки существенно изменяют гидравлику системы, проведение даже подготовительных мероприятий может существенно затрудниться.
И еще один факт – в среднем на наладку одного балансировочного клапана требуется 20 минут. Таким образом, в разветвленных системах отопления высотных зданий наладка только одной зоны может занять до 12 часов. В то же время при использовании первых двух методик (пропорциональной и компенсационной) необходимы два прибора PFM 3 000. Системы отопления с радиаторными терморегуляторами – это системы с переменными гидравлическими характеристиками, в них постоянно меняются сопротивления циркуляционных колец. Рассчитанные исходя из 100 % нагрузки системы, ручные балансировочные клапаны просто не способны реагировать на изменение гидравлических параметров при снижении расходов. Это приводит к шуму на радиаторных терморегуляторах, отсутствию теплового комфорта в помещениях, увеличению теплопотребления. Работа терморегуляторов может из плавного регулирования трансформироваться в двухпозиционное. Причиной всех этих проблем являются возникающие избыточные перепады давлений в отдельных кольцах и стояках системы, которые могут в большой степени отличаться от расчетных. Радиаторные терморегуляторы зачастую просто не рассчитаны на такие избыточные перепады давлений. Кроме того, большое количество ступеней увязки системы отопления существенно влияет на ее регулируемость.
Клапаны ASV-P или ASV-PV, установленные на обратном трубопроводе, связываются через импульсную трубку с клапанами ASV-M, установленными на подаче, и образуют регулятор перепада давлений (прямого действия), или совместно с клапаном ASV-I – регулятором перепада давлений с возможностью ограничения расхода.
Автоматические балансировочные клапаны разделяют систему отопления на несколько независимых подсистем. Подсистемами могут быть поэтажные, квартирные ветки или стояки. В подсистеме образуется свойственный только ей гидравлический режим, в пределах которого следует обеспечивать гидравлическую устойчивость. Количество ступеней увязывания циркуляционных колец в этом случаем зависит от места установки автоматического регулятора перепада давления и разветвленности регулируемого им участка системы. Чем ближе автоматический балансировочный клапан к отопительным приборам, тем проще гидравлическая увязка системы. Отсутствие большого количества ручных балансировочных клапанов снижает гидравлическое сопротивление системы и экономит стоимость энергии на перекачивание теплоносителя и улучшает тепловой комфорт в помещении. При наличии автоматических регуляторов перепада давления на неразветвленных ветках увязывание циркуляционных колец сводится к одноступенчатой процедуре. Количество циркуляционных колец в такой подсистеме равно количеству отопительных приборов.
При поквартирной разводке оптимальным решением является применение автоматических балансировочных клапанов ASV-P (PV) на обратном трубопроводе и запорно-измерительных клапанов ASV-I –на подающем. Использование именно этой пары клапанов дает возможность не только компенсировать влияние гравитационной составляющей, но и ограничивать расход на каждую квартиру в соответствии с расчетными параметрами.
Клапаны, как правило, подбираются по диаметру трубопроводов и настраиваются на поддержание перепада давлений на уровне 10 кПа. Такое значение настройки клапанов выбирается исходя из значения требуемых потерь давления на радиаторных терморегуляторах для обеспечения их оптимальной работы.
Ограничение расхода на квартиру задается настройкой на клапанах ASV-I. Причем следует учитывать, что в этом случае потери давления на данных клапанах необходимо включить в перепад давлений, поддерживаемый регулятором ASV-PV.
Основываясь на всем вышеизложенном, можно сделать следующие выводы.
Горизонтальная поквартирная разводка двухтрубной системы отопления является:
Наиболее защищенной от несанкционированных переделок;
Удобной с точки зрения эксплуатации;
Оптимальной для организации коммерческого учета потребления тепловой энергии.
Автоматические балансировочные клапаны:
Разделяют систему отопления на независимые подсистемы со стабилизированным перепадом давлений;
Устраняют влияние естественного давления до регулируемого участка;
Стабилизируют работу системы в течение длительного времени;
Обеспечивают оптимальные условия работы терморегуляторов;
Упрощают гидравлические расчеты системы отопления;
Не требуют дорогостоящей наладки системы;
Предотвращают шумообразование;
Позволяют постепенно запускать систему отопления.
Хочется надеяться, что материалы данной статьи будут способствовать переходу на поквартирные системы отопления, новые материалы и оборудование. Готовы ответить на любые возникшие по данной теме вопросы.
1 См. статьи «Инженерные решения высотного жилого комплекса», «АВОК», 2004, № 5, с. 12–18, и «Опыт проектирования и эксплуатации инженерных систем новых высотных жилых комплексов Москвы», «АВОК», 2005, № 2, с. 8–18.
Разводка отопления
– это схема расположения нагревательных приборов и соединяющих их труб. От вида разводки существенно зависит эффективность работы отопительной системы, ее экономичность и эстетичность.
Основные виды разводки отопления:
Конкретная система отопления должна иметь по одному из двух признаков из всех четырех групп характеристик. К примеру, разводка может быть однотрубной горизонтальной с верхней разводкой отопления и тупиковым движением теплоносителя, а может быть двухтрубной горизонтальной с нижней разводкой и встречным движением теплоносителя и т.д.
Рассмотрим эти схемы исходя из возможности установки теплосчетчика для квартирного учета тепла.
Наибольшее распространение получила в Советском Союзе в период с 1960-ого по 1999-ый года из-за дешевизны и простоты прокладки инженерных коммуникаций. О проблемах, связанных с ее применениям, инженеры того времени не слишком задумывались.
Такая система разводки распространена преимущественно в домах старой постройки до начала 2000 года. В таких домах подающая магистраль проходит по техническому этажу или в подвале дома, а теплоноситель поступает в каждую батарею последовательно (постепенно остывая) по вертикальным стоякам.
Преимущества: небольшой расход труб. Из-за него некоторые недобросовестные застройщики продолжают создавать дома с такой разводкой по сей день.
Недостатки:
невозможность отключения отдельных отопительных приборов, и невозможность их регулировки, перерасход нагревательных приборов, и большие теплопотери теплоносителя. Что подразумевает невозможность установки квартирных приборов учета тепловой энергии
.
Если при однотрубной разводке теплоноситель двигается по одному цельному контуру через все радиаторы, то при двухтрубной системе идёт два стояка: из одного теплоноситель поступает в радиатор, а в другой уходит.
При двухтрубной системе отопления с нижней разводкой подающий и обратный магистральные трубопроводы проходят в полу нижнего этажа здания или в подвале, а теплоноситель поступает независимо в каждый радиатор.
Преимущества: хорошая регулировка системы отопления, возможность отдельного отключения каждого отопительного прибора, отсутствие перерасхода отопительных приборов.
Недостатки: увеличивается протяженность трубопроводов по сравнению с однотрубной схемой, практическая невозможность установки квартирных теплосчётчиков.
Все вышеперечисленные причины являются аргументами для теплоснабжающих организаций не принимать в коммерческий учет теплосчетчики установленные в домах с вертикальной разводкой системы отопления.
Единственный способ организовать учет тепла при вертикальной схеме разводки отопления это распределители тепла.
В данном случае магистральный трубопровод идет через все этажи, на каждом этаже расположены ниши отопления, в которых через отводы от стояков каждое из помещений на этаже имеет свое собственное подключение (по горизонтальным трубам расположенным в полу) к общей системе отопления.
Горизонтальные однотрубные схемы используются редко, у них довольно узкая область применения и они не используются для обогрева многоквартирных домов, поэтому здесь рассмотрим варианты двухтрубной разводки.
Посмотрев на рисунок можно увидеть что от магистральных подающего и обратного стояков по периметру помещения в полу проложены трубопроводы к каждому отопительному прибору. Каждая квартира имеет свой собственный ввод системы отопления. Ниша отопления с магистральными стояками может быть расположена как в самой квартире, так и в коридорах общего пользования (на этаже расположения квартиры или на 1 этаж ниже расположения квартиры) в зависимости от проекта разводки внутридомового отопления.
Каждый радиатор оборудован кранами Маевского для спуска воздуха и зачастую на каждом из поэтажных отводов отопления установлены автоматические воздухосборники.
Данная схема разводки наиболее распространённая в многоэтажных жилых домах из-за простоты исполнения и ценовой доступности для застройщиков.
Преимущества: аналогичные двухтрубной вертикальной системе, плюс отсутствуют стояки на каждом отопительном приборе (кроме магистральных стояков). Возможно поэтажное отключение системы отопления и применение радиаторов с нижним подключением, что, наряду с прокладкой магистральных трубопроводов в конструкции пола или в плинтусе, позволяет максимально уменьшить количество открытых труб и улучшить эстетику интерьера помещений.
Недостатки: необходимость применения компенсаторов давления при высокой этажности зданий, усложнение эксплуатации ввиду наличия воздушных кранов на каждом нагревательном приборе, высокие теплопотери в полу и через ограждающие конструкции.
В нишах отопления на отводах от магистрального трубопровода (стояка) на каждом этаже располагаются коллекторы - подающий и обратный. От коллекторов подающие и обратные трубопроводы под полом подводятся индивидуально к каждому радиатору в квартире.
Преимущества: аналогичны двухтрубным горизонтальным системам отопления при более высокой надежности системы в целом, высокий уровень энергоэффектиности и меньшие энергозатраты на обогрев.
Недостатки: большая протяженность подводящих трубопроводов, высокая стоимость.
Лучевая схема разводки является инновационной для нашей страны. Сегодня такая система приобретает все большую популярность в строительстве.
В таких системах отопления можно использовать квартирные теплосчётчики.
От типа разводки системы отопления в квартире или доме напрямую зависит уровень теплообеспечения. Самыми распространенными схемами являются однотрубная и двухтрубная горизонтальная система отопления.
Устройство системы отопления
В любой квартире все элементы отопительной системы подсоединяются по той или иной схеме. Трубопровод может иметь вертикальную или горизонтальную разводку.
В первом случае основной лежак проходит в подвале. От него отходят стояки меньшего диаметра, к которым подключаются трубы и радиаторы в квартире. Основное преимущество вертикальной разводки - ее дешевизна и простота.
Однотрубная вертикальная система может иметь верхнюю или нижнюю разводку. Оба вида обладают своими техническими особенностями. При монтаже однотрубной вертикальной системы с верхней разводкой труб подающий трубопровод прокладывается в чердачном помещении или на техническом этаже. Из лежака теплоноситель по последовательно подключенным стоякам подается в квартиры.
Такая система отличается статичностью. Масштабировать ее, изменяя количество радиаторов и устанавливая регуляторы, не получится. Она способна обеспечить экономию труб при монтаже, но требует установки большого количества нагревательных приборов. Однотрубные вертикальные системы хорошо подходят для проектов, предусматривающих естественную циркуляцию теплоносителя.
Двухтрубная система с нижней разводкой имеет подающий трубопровод и обратку. Они прокладываются по поверхности пола или в полу, например, в стяжке. При реализации такой системы теплоноситель поступает в каждую батарею независимо. Не лишена нюансов и такая схема. Каждый радиатор обязательно должен иметь кран, через который можно спустить воздух.
В отличие от однотрубных систем, двухтрубные относятся к регулируемым схемам. Построенные подобным образом коммуникации позволяют отключить любой нагревательный прибор в сети. Не характерен для них и перерасход радиаторов, но общая протяженность трубопровода будет значительно больше по сравнению с однотрубной схемой. В многоквартирных домах двухтрубная система имеет еще один нюанс. Установить индивидуальный теплосчетчик здесь практически невозможно. А использование общедомовых счетчиков тепла выгодно в основном для жильцов первых этажей.
Основой горизонтальной разводки является подающий стояк, проходящий через все этажи. К стояку подключаются лежаки, подающие тепло в отдельные квартиры. Использование горизонтальной разводки требует тщательного утепления стояка, так как здесь возникают значительные теплопотери. Для максимально возможного сокращения потерь тепла стояки нередко устанавливают в специально оборудованных шахтах.
Однотрубные схемы имеют узкую область применения - обогрев помещений большой площади. Поэтому в жилых домах они практически никогда не монтируются. Горизонтальная двухтрубная система хорошо подходит для обеспечения теплом многоквартирных домов.
Монтаж двухтрубной системы отопления в общих чертах выглядит следующим образом:
Важное преимущество схемы - возможность поэтажного подключения/отключения тепла. Лежаки можно проложить в стяжке пола. Такая схема позволяет использовать радиаторы с нижним подключением. Все это хорошо сказывается не только на теплообеспечении, но и на эстетической привлекательности квартир. Нельзя не отметить и еще один важный факт - возможность установки индивидуальных теплосчетчиков.
При всех своих неоспоримых достоинствах система не идеальна. Сложность заключается в необходимости установки компенсаторов при значительной протяженности ветки магистрали. Усложняется и эксплуатация системы в целом, так как установка запорной арматуры и воздушных кранов требуется на каждом радиаторе без исключения.
Схема разводки отопления в частном доме
Отдельно стоит рассказать еще об одной популярной схеме разводки - это двухтрубная коллекторная поэтажная система. Ее особенность заключается в монтаже подающего и обратного коллекторов на каждом этаже. Как и в случае уже описанного варианта, сердцем системы является общий подающий стояк. При большом количестве потребителей в доме допускается установка нескольких стояков. На каждом этаже монтируется два коллектора - подающий и обратный, а уже от них идут трубопроводы, подводящие теплоноситель к радиаторам.
В отличие от традиционных вариантов, коллекторная поэтажная схема обладает значительной протяженностью трубопровода. Учитывая, что для монтажа схемы применяются металлопластиковые трубы, реализация такого проекта оказывается дороже обычных вариантов.
Важно! Несмотря на этот недостаток коллекторные схемы с точки зрения эксплуатационных особенностей значительно эффективнее и проще других вариантов. Это делает их все более популярными не только в многоэтажном, но и в индивидуальном строительстве.
Двухтрубная коллекторная система гарантирует равномерную подачу тепла во все помещения. Для сравнения стоит вспомнить принцип работы однотрубных схем. В них подача и отвод тепла осуществляется по одной трубе, а радиаторы подключаются параллельно. По мере продвижения по трубопроводу теплоноситель остывает. В результате - чем дальше располагаются радиаторы от подающей трубы, тем холоднее в них вода, и, как следствие, ниже температура воздуха в помещении. Установить регуляторы в таких схемах подключения невозможно. Поэтому даже в пределах одной квартиры нельзя добиться равномерного тепла.
Двухтрубные схемы позволяют свести этот недостаток к минимуму. Остывший теплоноситель отводится из системы по обратке. Вода не остывает при продвижении от радиатора к радиатору, а значит, во всех помещениях будет приблизительно одинаковая температура. Такие тепловые показатели обеспечивают максимально комфортный микроклимат в квартире. Нельзя забывать и того, что в таких системах можно установить регуляторы температуры. А это дает не только комфорт, но также экономию и эффективное расходование средств. В целом монтаж дорогостоящей коллекторной схемы окупается в течение 2–3 отопительных сезонов.
Установка систем отопления
Важными отличиями двухтрубных лучевых (коллекторных) систем являются:
Говорить об экономических и эксплуатационных преимуществах горизонтальных двухтрубных коллекторных систем можно очень долго, но нельзя не отметить и еще одно их преимущество - эстетичность. Современный человек ценит комфорт. Даже недорогой ремонт делается, если не с привлечением дизайнера, то хотя бы с использованием последних дизайнерских трендов. Наличие стояков по всей квартире плохо соседствует с современным дизайном. В старых домах вопрос стояков усугубляется еще одной немалой проблемой - постоянными подтеками, протечками, способными убить любой, даже самый лучший и дорогостоящий ремонт.
Монтаж систем отопления
В двухтрубных коллекторных схемах все трубопроводы прокладываются в стяжке пола. Они не просто не портят квартиру - их абсолютно не видно. Укладка труб в стяжку возможна благодаря применению современных материалов - пластика и металлопластика. Они не подвержены коррозии, не боятся низких температур и даже замерзания теплоносителя.
Горизонтальные лучевые схемы позволяют еще и обеспечить действительно высокий комфорт в каждом помещении благодаря возможности установки теплорегуляторов. Температура дома регулируется в зависимости от того, какая погода за окном. Результатом является высокая энергоэффективность системы.
Среди всех существующих схем монтажа теплосетей лучшим вариантом остается горизонтальная лучевая двухтрубная система. Несмотря на более высокую стоимость монтажа она пользуется все большей популярностью не только в многоэтажном, но и в частном домостроении. Подобная популярность коллекторных схем объясняется уникальным сочетанием отличных технических, эксплуатационных, экономических и эстетических показателей.
