Проектирование
Проектирование трубопроводов из PPR для систем холодного и горячего водоснабжения существляется в соответствии с регламентами строительных норм и правил 2.04.01 -85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» с учетом специфики полипропиленовых труб и Сводом правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена рандом сополимера СП 40-101-96.
Проектирование систем трубопроводов связано с выбором типа труб, соединительных деталей и арматуры, выполнением гидравлического расчета, выбором способа прокладки и условий, обеспечивающих компенсацию тепловых изменений длины трубы без перенапряжения материала и соединений трубопровода. Выбор типа трубы производится с учетом условий работы трубопровода: давления и температуры, необходимого срока службы и агрессивности транспортируемой жидкости.
Гидравлический расчет
Гидравлический расчет трубопроводов из PPRC заключается в определении потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений, возникающих в трубе, в стыковых соединениях и соединительных деталях, в местах резких поворотов и изменений диаметра трубопровода.
Гидравлические потери напора в трубах определяются по номограммам на рисунках 3 и 4.
Рисунок 3. Гидравлические потери напора
Номограмма на рис. 3 предназначена для инженерного гидравлического расчета холодного водопровода из труб PPRC (PN10)
Пример определения:
- Дано: труба PPRC 32PN10, 99расход жидкости 1 л/сек
- По номограмме: средняя скорость течения жидкости 1,84 м/сек.
- Потеря напора 140 мм/м
Рисунок 4. Гидравлические потери напора
Номограмма на рис. 4 предназначена для инженерного гидравлического расчета холодного водопровода из труб PPRC (PN20)
Пример определения:
- Дано: труба PPRC50 PN20,
- расход жидкости 1 л/сек
- По номограмме: средняя скорость течения жидкости 1,1 м/с
- потеря напора 45 мм/м
Гидравлические потери напора в стыковых соединениях можно принять равными 10 — 15 % величины потерь напора в трубах, определенными по номограмме. Для внутренних водопроводных систем величину потерь напора на местные сопротивления, в соединительных деталях и арматуре рекомендуется принимать равной 30 % величины потерь напора в трубах.
Коэффициент гидравлического сопротивления
Гидравлические потери напорана местные сопротивления в соединительных деталях рекомендуется определять по таблице 27.
Таблица 27. Местные сопротивления
Трубопроводы в зданиях прокладываются на подвесках, опорах и кронштейнах открыто или скрыто (внутри шахт, строительных конструкций, борозд, в каналах). Скрытая прокладка трубопроводов необходима для обеспечения защиты пластмассовых труб от механических повреждений.
Трубопроводы вне зданий (межцеховые или наружные) прокладываются на эстакадах и опорах (в обогреваемых или необогреваемых коробах и галереях или без них), в каналах (проходных или непроходных) и в грунте (бесканальная прокладка).
Компенсация линейного расширения. Компенсаторы.
Изменение длины трубопроводов из PPRC при перепаде температуры определяется по формуле
ΔL = α x L x Δt (8)
где ΔL — температура изменения длины трубы, мм;
α = 0,15 – коэффициент линейного расширения материала трубы, мм/м;
L – длина трубопровода, м;
Δt — расчетная разность температур (между температурой монтажа и эксплуатации), oС.
Величину температурных изменений длины трубы можно также определить по номограмме рис. 5.
Рисунок 5. Величину температурных изменений длины трубы
Пример: T1 = 20 oC, t2 = 75 oC, L = 6,5 м. По формуле (8) :
- ΔL = 0,15 x 6,5 x (75 — 20) = 55 мм
- Δt = 75 — 20 = 55 оС.
- По номограмме ΔL = 55 мм.
Таблица 28. Рассчитанное линейное расширение труб PN20 (а = 0,15 мм/мК) по формуле (8)
| Длина трубы в метрах |
Разница температур ДТ | ||||||||||||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | ||||||||
| 0,1 | 0,15 | 0,30 | 0,45 | 0,60 | 0,75 | 0,90 | 1,05 | 1,20 | |||||||
| 0,2 | 0,30 | 0,60 | 0,90 | 1,20 | 1,50 | 1,80 | 2,10 | 2,40 | |||||||
| 0,3 | 0,45 | 0,90 | 1,35 | 1,80 | 2,25 | 2,70 | 3,15 | 3,60 | |||||||
| 0,4 | 0,60 | 1,20 | 1,80 | 2,40 | 3,00 | 3,60 | 4,20 | 4,80 | |||||||
| 0,5 | 0,75 | 1,50 | 2,25 | 3,00 | 3,75 | 4,50 | 5,25 | 6,00 | |||||||
| 0,6 | 0,90 | 1,80 | 2,70 | 3,60 | 4,50 | 5,40 | 6,30 | 7,20 | |||||||
| 0,7 | 1,05 | 2,10 | 3,15 | 4,20 | 5,25 | 6,30 | 7,35 | 8,40 | |||||||
| 0,8 | 1,20 | 2,40 | 3,60 | 4,80 | 6,00 | 7,20 | 8,40 | 9,60 | |||||||
| 0,9 | 1,35 | 2,70 | 4,05 | 5,40 | 6,75 | 8,10 | 9,45 | 10,80 | |||||||
| 1,0 | 1,50 | 3,00 | 4,50 | 6,00 | 7,50 | 9,00 | 10,50 | 12,00 | |||||||
| 2,0 | 3,00 | 6,00 | 9,00 | 12,00 | 15,00 | 18,00 | 21,00 | 24,00 | |||||||
| 3,0 | 4,50 | 9,00 | 13,50 | 18,00 | 22,50 | 27,00 | 31,50 | 36,00 | |||||||
| 4,0 | 6,00 | 12,00 | 18,00 | 24,00 | 30,00 | 36,00 | 42,00 | 48,00 | |||||||
| 5,0 | 7,50 | 15,00 | 22,50 | 30,00 | 37,50 | 45,00 | 52,50 | 60,00 | |||||||
| 6,0 | 9,00 | 18,00 | 27,00 | 36,00 | 45,00 | 54,00 | 63,00 | 72,00 | |||||||
| 7,0 | 10,50 | 21,00 | 31,50 | 42,00 | 52,50 | 63,00 | 73,50 | 84,00 | |||||||
| 8,0 | 12,00 | 24,00 | 36,00 | 48,00 | 60,00 | 72,00 | 84,00 | 96,00 | |||||||
| 9,0 | 13,50 | 27,00 | 40,50 | 54,00 | 67,50 | 81,00 | 94,50 | 108,00 | |||||||
| 10,0 | 15,00 | 30,00 | 45,00 | 60,00 | 75,00 | 90,00 | 105,00 | 120,00 | |||||||
Для труб PN25 (армированных, а = 0,03 мм/мК) все приведенные в таблице значения нужно разделить на 5.
Трубопровод должен иметь возможность свободно удлиняться и укорачиваться без перенапряжения материала труб, соединительных де талей и соединений трубопровода. Это достигается за счет компенсирующей способности элементов трубопровода (самокомпенсация) и обеспечивается правильной расстановкой опор (креплений), наличием отводов в трубопроводе в местах поворота, других гнутых элементов и установкой температурных компенсаторов. Неподвижные крепления труб должны направлять удлинения трубопроводов в сторону этих элементов.
Рисунок 6. Виды опор
Расстояние между опорами при горизонтальной прокладке трубопровода определяется из таблицы 29.
Таблица 29. Расстояние между опорами в зависимости от температуры воды в трубопроводе
| Номинальный наружный диаметр трубы, мм |
Расстояние, мм | ||||||||||||||
| 20 оС | 30 оС | 40оС | 50оС | 60оС | 70оС | 80оС | |||||||||
| 16 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | ||||||||
| 20 | 600 | 600 | 600 | 600 | 550 | 500 | 500 | ||||||||
| 25 | 750 | 750 | 700 | 700 | 650 | 600 | 550 | ||||||||
| 32 | 900 | 900 | 800 | 800 | 750 | 700 | 650 | ||||||||
| 40 | 1050 | 1000 | 900 | 900 | 850 | 800 | 750 | ||||||||
| 50 | 1200 | 1200 | 1100 | 1100 | 1000 | 950 | 900 | ||||||||
| 63 | 1400 | 1400 | 1300 | 1300 | 1150 | 1150 | 1000 | ||||||||
| 75 | 1500 | 1500 | 1400 | 1400 | 1250 | 1150 | 1100 | ||||||||
| 90 | 1600 | 1600 | 1500 | 1500 | 1400 | 1250 | 1200 | ||||||||
Таблица 30. Расстояние между опорами для труб PN25 (армированные)
| Температура 0С |
Диаметр трубы (мм) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | |||||||||||||||||||||
| 20 | 1200 | 1300 | 1500 | 1700 | 1900 | 2100 | 2200 | 2300 | 2500 | ||||||||||||||||||||
| 30 | 1200 | 1300 | 1500 | 1700 | 1900 | 2100 | 2200 | 2300 | 2400 | ||||||||||||||||||||
| 40 | 1100 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2100 | 2200 | 2300 | ||||||||||||||||||||
| 50 | 1100 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2100 | 2200 | 2100 | ||||||||||||||||||||
| 60 | 1000 | 1100 | 1300 | 1500 | 1700 | 1900 | 2000 | 2100 | 2000 | ||||||||||||||||||||
| 70 | 900 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 1900 | 2000 | 2000 | ||||||||||||||||||||
При проектировании вертикальных трубопроводов опоры устанавливаются не реже чем через 1000 мм для труб наружным диаметром до 32 мм и не реже чем через 1500 мм для труб большого диаметра.
Компенсирующие устройства выполняются в виде Г-образных элементов (рис. 7), П-образных (рис. 8) и петлеобразных (круговых) компенсаторов (рис. 9)
Рисунок 7. Г-образный элемент трубопровода
Рисунок 9. Петлеобразный компенсатор
Расчет компенсирующей способности Г-образных элементов (рис. 7) и П-образных компенсаторов (рис. 8) производится по номограмме (рис. 10) или по эмпирической формуле (9)
Lk = 25 d ΔL (9)
где Lk – длина участка Г- образного элемента, воспринимающего температурные изменения длины трубопровода, мм;
d – наружный диаметр трубы, мм;
ΔL – температурные изменения длины трубы, мм.
Величину Lk можно также определить по номограмме (рис. 10).
Пример: d = 40 мм,
ΔL = 55 мм
По формуле (9) Lk = 1173 мм
По номограмме Lk = 1250 мм
Конструирование систем внутренних трубопроводов рекомендуется производить в следующей последовательности:
- на схеме трубопроводов предварительно намечают места расположения неподвижных опор с учетом компенсации температурных изменений длины труб элементами трубопровода (отводами и пр.);
- проверяют расчетом компенсирующую способность элементов трубопровода между неподвижными опорами;
- намечают расположение скользящих опор с указанием расстояний между ними.
Неподвижные опоры необходимо размещать так, чтобы температурные изменения длины участка трубопровода между ними не превышали компенсирующей способности отводов и компенсаторов, расположенных на этом участке и распределялись пропорционально их компенсирующей
способности.
В тех случаях, когда температурные изменения длины участка трубопровода превышают компенсирующую способность его элементов, на нем необходимо установить дополнительный
компенсатор.
Компенсаторы устанавливаются на трубопроводе, как правило, посредине между неподвижными опорами, делящими трубопровод на участки, температурная деформация которых происходит независимо друг от друга. Компенсация линейных удлинений труб из PPRC может обеспечиваться
также предварительным прогибом труб при прокладке их в виде «змейки » на сплошной опоре, ширина которой допускает возможность изменения формы прогиба трубопровода при изменении температуры.
При расстановке неподвижных опор следует учитывать, что перемещение трубы в плоскости перпендикулярно стене, ограничивается расстоянием от поверхности трубы до стены (рис. 5).
Расстояние от неподвижных соединений до осей тройников должно быть не менее шести диаметров трубопровода.
Запорная и водоразборная арматура должна иметь неподвижное крепление к строительным конструкциям для того, чтобы усилия возникающие при пользовании арматурой, не передавались на трубы PPRC.
При прокладке в одном помещении нескольких трубопроводов из пластмассовых труб их следует укладывать совместно компактными пучками на общих опорах или подвесках. Трубопроводы в местах пересечения фундаментов зданий, перекрытий и перегородок должны проходить через гильзы, изготовленные, как правило, из стальных труб, концы которых должны выступать на 20 -50 мм из пересекаемой поверхности. Зазор между трубопроводами и футлярами должен быть не менее 10 — 20 мм и тщательно уплотнен несгораемым материалом, допускающим перемещение трубопроводов вдоль его продольной оси.
При параллельной прокладке трубы из PPRC должны располагаться ниже труб отопления и горячего водоснабжения с расстоянием в свету между ними не менее 100 мм.
Проектирование средств защиты пластмассовых трубопроводов от статического электричества предусматривается в случаях:
- отрицательного воздействия статического электричества на технологический процесс и качество транспортируемых веществ;
- опасного воздействия статического электричества на обслуживающий персонал.
При проектировании и эксплуатации таких трубопроводов должны выполняться положения согласно СН 550-82.
Для обеспечения срока службы трубопроводов горячего водоснабжения из труб PPRC не менее 30 лет, необходимо поддерживать рекомендуемые режимы эксплуатации (давление, температура воды), указанные в прил. 2.
Принимая во внимание диэлектрические свойства труб из PPRC, металлические ванны и мойки должны быть заземлены согласно соответствующим требованиям действующих нормативных документов.
Изоляция трубопроводов PPRC
В целях сохранения тепла или холода жидкости, протекающей в трубопроводах, следует производить теплоизоляцию труб. Данное действие позволяет значительно экономить на энергетических ресурсах, которые требуются для нагрева или охлаждения жидкости, а следовательно, значительно снизить финансовые затраты на обогрев или охлаждение зданий и сооружений. Если изоляция горячих трубопроводов позволяет сохранить тепло, то изоляция холодных трубопроводов, помимо сохранения холода, препятствует образованию конденсата на трубах.
Благодаря низкой теплопроводности трубной системы К-Пласт PPR толщину изоляции можно существенно сократить по сравнению с толщиной изоляции, которая требуется для трубопроводов
из других материалов. Однако следует помнить, что если циркуляция в трубопроводе отсутствует и окружающая температура отрицательная, то вода в трубопроводе все равно замерзнет, хотя на это потребуется значительно больше времени, чем в стальном трубопроводе.
Таблица 31. Толщина изоляции для горячего водоснабжения и отопления
| Толщина изоляции для трубопроводов горячего водоснабжения и отопления | |||||||||||||||||||||||||||||
| Наружный диаметр трубы PPRC STC, мм |
Толщина изоляции в мм при коэффициенте теплопроводности |
||||||||||||||||||||||||||||
| 0,03 | 0,035 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | 6 | 10 | |||||||||||||||||||||||||||
| 25 | 6 | 10 | |||||||||||||||||||||||||||
| 32 | 10 | 13 | |||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 10 | 13 | |||||||||||||||||||||||||||
| 50 | 10 | 13 | |||||||||||||||||||||||||||
| 63 | 13 | 20 | |||||||||||||||||||||||||||
| 75 | 20 | 20 | |||||||||||||||||||||||||||
| 90 | 20 | 25 | |||||||||||||||||||||||||||
| 110 | 25 | 32 | |||||||||||||||||||||||||||
Таблица 32. Толщина изоляции для холодного водоснабжения
| Толщина изоляции для трубопроводов холодного водоснабжения | |||||||||||||||||||||||||||
| Способ прокладки трубопровода PPRC STC | Толщина изоляции в мм при коэффициенте теплопроводности 0,04 |
||||||||||||||||||||||||||
| Трубопровод прокладывается открыто в неотапливаемом помещении (подвал) |
4 | ||||||||||||||||||||||||||
| Трубопровод прокладывается открыто в отапливаемом помещении |
9 | ||||||||||||||||||||||||||
| Трубопровод прокладывается в канале без горячих трубопроводов |
4 | ||||||||||||||||||||||||||
| Трубопровод прокладывается в канале с горячим трубопроводом |
13 | ||||||||||||||||||||||||||
| Трубопровод прокладывается в шахте здания без горячих трубопроводов |
4 | ||||||||||||||||||||||||||
| Трубопровод прокладывается в шахте здания с горячим трубопроводом |
13 | ||||||||||||||||||||||||||
Гидравлические испытания систем отопления, холодного и горячего водоснабжения
Величину пробного давления при гидростатическом методе испытания систем отопления, холодного и горячего водоснабжения, собранных на металлопластиковых трубах и фитингах К-Пласт, следует принимать равной 1,5 избыточного рабочего давления. Испытания должны производиться до установки водоразборной арматуры.
Выдержавшими испытания считаются системы, если в течение 10 мин нахождения под пробным давлением при гидростатическом методе испытаний не обнаружено падения давления более 0,5 бар и капель в сварных швах, трубах, резьбовых соединениях, арматуре и утечки воды через смывные устройства.
Промывка систем холодного и горячего водоснабжения
Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения по окончании их монтажа должны быть промыты водой до выхода ее без механических взвесей.
Промывка систем хозяйственно-питьевого водоснабжения считается законченной после выхода воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 2874.
Допустимое рабочее давление в зависимости от температуры и срока службы
Допустимое рабочее давление при транспортировании воды в зависимости от температуры и срока службы (по данным DIN8077А1 и НИИМосстрой)