Выбор способа прокладки трубопровода влияет на эффективность (КПД) тепловой сети, стоимость и сложность работ по ее монтажу, возможность быстрого ремонта. Он определяется инженерами, которые рассчитывают ряд параметров, зависящих от общей длины и диаметра труб, особенностей грунта и других характеристик.
Прокладка трубопроводов тепловых сетей
Перед прокладкой трубопроводов определяется:
- Общая схема водяной тепловой сети. Проектируется с нуля при прокладке новых трубопроводов. Определяет общую структуру сети.
- Способ укладки труб. Уложить их можно в землю (канально или бесканально) или на открытом воздухе, на опорах и других удерживающих конструкциях.
Схемы проектирования тепловых сетей бывают двух видов:
- Тупиковые или радиальные. Наиболее простая и бюджетная схема. Трубы прокладываются от источника, например, от ТЭЦ, постепенно уменьшается их диаметр. Это позволяет сохранять высокое давление на всех участках сети. Основной недостаток тупиковых схем: при прорыве трубы, отопление отключается для всех потребителей.
- Кольцевые. Наиболее сложные системы, используемые в крупных городах. В отличие от тупиковых схем, несколько источников объединяются в одну сеть. Это позволяет сохранять отопление для большинства потребителей при прорыве труб, локализовать поврежденный участок.
Виды и способы прокладки трубопроводов
По виду и способу прокладки трубопроводы делятся на надземные и подземные. В первом случае трубы располагаются на открытом воздухе, над землей. Их устанавливают на поддерживающие конструкции, среди которых:
Мачты и колонны
Эстакады с пролетным строением, с железобетонными рамами (1) и стальными фермами
Ванты (подвесные тяги)
Надземная прокладка трубопроводов тепловых сетей применяется при невозможности закопать трубы под землю. Например, в условиях вечной мерзлоты или на заболоченных или участках с высокой сейсмологической активностью.
В зависимости от количества труб и длины тепловой сети подбираются поддерживающие конструкции:
- Отдельные мачты и опоры — для трубопроводов с диаметром от 50 см.
- Сплошные эстакады — для прокладки большого количества труб, например, на производственных объектах. Наиболее затратный способ монтажа тепловой сети.
- Подвесные тяги — оптимальный способ для трубопроводов диаметром до 50 см. Позволяет сэкономить, устанавливая меньшее количество опор.
Среди преимуществ надземных трубопроводов: простота ремонта при прорыве, возможность прокладки на любой местности.
Основные недостатки:
- Громоздкость. Конструкции занимают много места, могут мешать проезду автотранспорта, портят эстетический облик города.
- Сложность монтажа. Мачты и опоры требуют подготовки грунта, заливки бетонного фундамента.
- Повышенные требования к утеплению. Это особенно актуально для регионов с холодными периодами года. Трубы должны иметь толстый слой качественной теплоизоляции, защищенный от повреждений листом оцинковки.
- Незащищенность от внешней среды. На надземный трубопровод воздействуют природные факторы: холод, ветер, дожди.
Подземная прокладка трубопроводов тепловых сетей бывает двух видов:
- Канальная. Трубы располагаются под землей в специально подготовленном канале из железобетонных конструкций. Они защищены от внешнего воздействия, не контактируют с грунтом.
- Бесканальная. Трубопровод зарывается в землю, контактирует с грунтом.
При канальной прокладке трубопроводов тепловых сетей трубы укладываются в железобетонный «лоток» прямоугольной формы, закапываемый в землю.
Это позволяет:
- Дополнительно теплоизолировать трубы. Канальная прокладка позволяет существенно сэкономить на утеплении труб. Улучшается КПД отопительной системы, снижаются тепловые потери.
- Защитить трубы от статических и динамических нагрузок. На трубы давит масса грунта, проезжающий автотранспорт создает вибрации. Железобетонный канал позволяет избежать возможных деформаций.
- Обеспечить трубам свободу движения. Например, они могут незначительно расширяться при нагреве, трястись под давлением. При канальной прокладке можно не использовать компенсаторы, сделать конструкцию трубопровода более простой.
Лоток может размещаться от 0,8 до 1,2 метров под автомобильными дорогами и от 0,6 метров вне их.
В зависимости от размера железобетонный канал и его конструкция может быть:
- Проходным. Крупный лоток, позволяющий пройти по нему человеку (в полный рост), имеющий входы и выходы. Это позволяет обслуживать трубопровод, иметь беспрепятственный доступ к нему в аварийных ситуациях. Прокладка проходного канала стоит дорого, обычно в нем располагают ряд других коммуникаций: электро- и оптоволоконные кабели, газо- и водопровод. Это позволяет максимально задействовать пространство лотка.
- Полупроходным. В отличие от проходного, доступ обеспечивается только к отдельным участкам труб.
- Непроходной (гильза). Необслуживаемый канал небольшого размера. Для ремонта и обслуживания труб, нужно раскопать и вскрыть железобетонный лоток.
Основные преимущества подземной канальной прокладки трубопроводов:
- Универсальность. Прокладка тепловой сети возможна в различных грунтах, не зависит от погодных условий. Канал надежно защищает трубы от повреждений и негативных воздействий внешней среды.
- Теплоизоляция. Канал позволяет использовать трубы с дешевым утеплителем. Например ППУ (пенополиуретан) можно заменить на минеральную или стекловату.
- Простота ремонта. Относится к проходным и полупроходным канальным тепловым сетям. Доступ к трубам не затруднен, можно не раскапывать землю для ремонта.
- Долговечность. Железобетонный лоток может прослужить более 50 лет.
Основной недостаток канальной прокладки — высокая стоимость. Необходимо провести ряд работ: выкопать траншею, подготовить грунт и сделать «подушку» из щебня и песка, закупить и уложить ж/б-лотки. Относительно недорогие непроходные гильзы лишены простоты в ремонте, не позволяют оперативно обнаруживать и устранять прорывы.
В отличие от канальной, бесканальная подземная прокладка тепловых сетей, позволяет располагать трубы в земле. Они не защищаются ж/б-лотком, контактируют с грунтом и должны иметь качественную заводскую изоляцию, например, ППУ (пенополиуретановую) или ПЭ (полиэтиленовую). Бесканально нельзя укладывать трубы, утепленные минватой и другими недорогими материалами.
Различают два типа бесканальной прокладки трубопроводов тепловой сети:
- Траншейный. Самый простой способ, не требующий применения специального технологического оборудования. Выкапывается траншея, уплотняется грунт, создается «подушка» из щебня и песка с дренажем, на которую укладываются трубы.
- Бестраншейный. Не копая траншею и «проталкивая» трубу в грунт одним из пяти способов, используя высокотехнологичное оборудование. Это позволяет сохранить наземные объекты (автодорогу, парк), пропустив тепловые сети под ними.
Существует несколько основных способов бестраншейной прокладки трубопроводов.
Каждый из них имеет технически сложный процесс, который мы опишем в упрощенном виде:
- Прокол. Подходит для труб, имеющих диаметр до 50 см, и участков длиной не более 50 метров. Грунт продавливается гидравлическими домкратами и трубой с шомполом и стальным стержнем.
- Продавливание. Подходит для тепловых сетей с диаметром до 170 см и участков длиной до 100 метров. Труба с ножевым устройством продавливается в грунт, земля постепенно удаляется из ее внутренней полости.
- Микротоннелирование. Позволяет уложить трубопровод длиной до 150 метров. Микротоннель под трубы пробуривается специальной проходческой машиной-щитом.
- Горизонтальное и шнековое бурение. Отверстие под трубопровод создается специальным буром, постепенно увеличивающим диаметр канала.
Бесканальная технология имеет сравнительно большие теплопотери. Согласно исследованию Е.А. Бирюзовой (архитектурно-строительный университет Санкт-Петербурга) и А.С. Глуханова (военно-космическая академия имени Можайского), канальная непроходная прокладка, по сравнению с бесканальной, позволяет:
- уменьшить толщину теплоизоляции на 30-50%;
- снизить количество теплопотерь на 47-65%.
Бесканальная прокладка может использоваться на отдельных участках трубопровода, комбинироваться с канальной и надземной. План и схема тепловой сети составляется инженерами, учитывающими ряд факторов и особенностей грунта и окружающей среды в регионе.
Получите консультацию по наземной и подземной прокладке современных труб PERTiX в ППУ-изоляции, позвонив по телефону, указанному в контактах.