Проектирование тепловых сетей. Лекция 6

Трасса тепловых сетей
При проектировании тепловых сетей направление (трасса) выбирается с учетом следующих факторов:
— материалов геодезической съемки, т.е. генплана с нанесением геодезических отметок и горизонталей;
— плана существующих и намечаемых для строительства подземных коммуникаций (водопроводы, газопроводы, электрические и телефонные кабели, канализация, водостоки и т.п.);
— данные о характере грунтов и грунтовых водах.
При выборе трассы тепловых сетей следует в первую очередь руководствоваться СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003, где определены все требования по проектированию и прокладке трубопроводов, а также другими нормативными документами.

Требования
Следует стремиться к наименьшей длине тепловой сети и минимальному объему работ при ее сооружении. При этом учитывают возможность прокладки теплосети совместно с другими коммуникациями (водопроводом, электрическими кабелями и др.). Совместная прокладка может выполняться в проходных каналах, коллекторах (при подземной прокладке), а также на эстакадах, многоярусных опорах по территории промышленных предприятий и по незастраиваемой территории. Также допускается прокладка теплопроводов по ограждающим конструкциям промышленных зданий.
В жилых районах городов трассу теплосети прокладывают в отведенных технических полосах параллельно улицам и дорогам.
При обосновании допускается прокладывать трассу под проезжей частью улиц, дорог и под тротуарами. Распределительные сети диаметром < 300 мм также допускается прокладывать в технических подпольях, коридорах и тоннелях высотой не менее 1,6 м в жилых и общественных зданиях (кроме школ и дошкольных учреждений).
Реки, овраги, железные дороги, трамвайные пути, автомагистрали, газопроводы и другие инженерные сети необходимо пересекать под прямым углом. В отдельных случаях, при обосновании, допускается пересечение под углом 90—45°. Допускается прокладка теплопроводов по конструкциям железнодорожных и автодорожных мостов.
Расстояния по вертикали и горизонтали от наружной поверхноети строительных конструкций теплосети или оболочки бесканальной прокладки до зданий, сооружений, инженерных ‘сетей регламенируются нормами на проектирование.

Заглубление по трассе, уклон
В особых случаях допускается пропускать трубопроводы канализации, водопровода и газопровода давлением до 0,6 МПа через кананы и камеры теплосетей при их помещении в гильзы из стальных труб длиной по обе стороны не менее 2,0 м. При пересечении с вышеперечисленными инженерными коммуникациями тепловые сети могут располагаться над или под ними. Электрокабели, как правило, располагаются над теплосетями. Расстояния также регламентированы .
Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия принимается не менее:
— 0,5 м до верха перекрытий каналов и тоннелей;
— 0,3 м до верха перекрытий камер;
— 0,7 м до верха оболочки бесканальной прокладки.
На вводах в здания допускается уменьшать заглубление до верха перекрытия каналов до 0,3 м и до верха оболочки бесканальнойпрокладки 0,5 м.
Уклоны трубопроводов независимо от способа прокладки должны быть не менее 0,002.
Планы теплосетей выполняются при рабочем проектировании в масштабе 1:500—1:2000, на стадии проектных решений — в масштабе 1:2000—1:5000. На планах показывают привязку основных точек
трассы, расстояния между неподвижными опорами и компенсаторами и их номера, углы поворота, номера камер и компенсаторных ниш. Кроме того, указываются тип каналов и диаметры трубопрово-
дов. Данные о расходах теплоносителя и диаметры трубопроводов указываются на монтажной схеме.

План трассы

Профиль трассы
Порядок построения продольного профиля:
в масштабе (1:500, 1:1000 или 1:5000) наносится план трассы с разверткой трубопровода в линию (показывают камеры, ниши компенсаторов, ответвления, повороты и тд.);
в вертикальном масштабе (1:100, 1:200) наносится профиль поверхности земли по рассматриваемому участку теплосети;
отмечают черные отметки существующие и проектные, типы каналов, диаметры труб;
приблизительно рассчитывают минимальные глубины камер с учетом устанавливаемого в камерах оборудования (запорная арматура, компенсаторы и др.);
намечают вертикальное положение трассы с учетом минимальных заглублений камер и каналов, уклонов и, по возможности, меньшего количества изломов трубопроводов по вертикали;
проставляют все отметки: низа трубы, типа каналов, глубины заложения, уклонов.
Увязку продольного профиля с пересекаемыми инженерными сооружениями (газопроводы, электрические и телефонные кабели и др.) производят с соблюдением допустимых. расстояний по вертикали и в зависимости от того, проектируемые инженерные сооружения или существующие.

Пример чертежа профиль трассы

Типы прокладки
В населенных пунктах исходя из эстетических требований применяется подземная прокладка теплопроводов в каналах и бесканальным способом независимо от типа грунтов и уровня грунтовых вод.
Канальные прокладки могут осуществляться в проходных, полупроходных и непроходных каналах. В настоящее время конструкции каналов состоят из сборных железобетонных элементов индустриального изготовления. Сборка элементов каналов производится с помощью подъемных механизмов.
Из всех конструкций канальных прокладок наиболее надежной, удобной, но и наиболее дорогой является прокладка в сборных проходных каналах (коллекторах) совместно с другими инженерными коммуникациями. При этом обеспечиваются доступ обслуживающего персонала к коммуникациям.
Если количество трубопроводов невелико, могут устраиваться сборные полупроходные каналы для беспечения доступа для осмотра трубопроводов (например, при пересечении с железными дорогами).
Высота канала — не менее 1400 мм. Наибольшее распространение получили прокладки в сборных непроходных каналах. Разработаны типовые конструкции каналов индустриального изготовления (рис).

Типы непроходных каналов

Бесканальные прокладки тепловых сетей
Бесканальные прокладки находят применение вследствие значительно меньших капитальных затрат на строительство теплосетей по сравнению с канальными. Однако, как показала практика, требуется ‚ надежная защита поверхности трубопроводов, а также тепловой изоляции от проникновения почвенной влаги и грунтовых вод.
Надежная и эффективная (по теплотехническим качествам) работа бесканального теплопровода может быть обеспечена при соблюдении ряда условий:
основной теплоизоляционный слой при приемлемой толщине должен обеспечивать тепловые потери менее нормируемых и не иметь в своем составе примесей, вызывающих наружную коррозию труб;
устойчивость физических и химических тепло-, гидро- и антикоррозионных покрытий в течение нормативного срока службы;
прочность, обеспечивающая надежную работу трубопровода;
сборность конструкции;
возможность транспортировки от завода-изготовителя до места монтажа без повреждений.

Бесканальная прокладка трубопроводов в ППУ-изоляции
Подземные бесканальные предварительно изолированные (предызолированные) трубопроводы являются механической конструкцией, состоящей из стальной трубы, наружной полиэтиленовой трубы-оболочки и пенополиуретановой теплоизоляции в кольцевом пространстве, которые жестко связаны между собой и вместе с окружающим грунтом образуют единую систему.
Бесканальная прокладка предызолированных трубопроводов обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционной прокладкой

Преимущества
По надежности, долговечности, снижению затрат ручного труда при сроительстве и монтаже, по сокращению сроков строительства.
Кроме этого, сама конструкция «труба в трубе» позволяет исключить наружную коррозию трубопровода.
Систему оперативного дистанционного контроля (ОДК) за увлажнением изоляции, которая позволяет своевременно реагировать на нарушение целостности стальной трубы или полиэтиленового гидроизоляционного покрытия и заранее предотвращать утечки и аварии.

В качестве теплоизолирующего материала в таких трубах при температуре теплоносителя до 130 °С (кратковременное воздействие до 150 °С) используется жесткий пенополиуретан плотностью не менее 60 кг/м, с коэффициентом теплопроводности не более 0,033 Вт/(м °С.
В качестве материала трубы-оболочки предызолированных труб применяется полиэтилен низкого давления по ГОСТ 16338 плотностью не менее 944 кг/кв м, с коэффициентом теплопроводности 0,43 Вт/м °С.
Трубопроводы можно прокладывать традиционным способом — в каналах, надземно. При надземной прокладке предызолированные трубы выпускают в металлической оболочке, изготовленной из оцинкованной стали толщиной 0,55—1,0 мм.
При прокладке в непроходных каналах трубы укладывают на скользящие опоры, при этом расчет теплотрасс производится аналогично расчетам теплопроводов, изолированных минеральной ватой или другими теплоизоляционными материалами.

Неподвижные опоры
Условная неподвижная опора на прямом участке трубопровода образуется в таком месте, где наступает равновесие сил трения между грунтом, трубой и силами, возникающими под влиянием изменения температуры.
Для предохранения трубопровода от разрушающих усилий (превышающих расчетную прочность), возникающих при температурных удлинениях, в отдельных случаях необходимо устанавливать реальные неподвижные опоры.
Реальная неподвижная опора устанавливается в следующих случаях:
при выполнении угла поворота трассы от 10 до 45°. Неподвижные опоры должны устанавливаться на расстоянии не более 6 м от поворота трассы (рис. 6.17) либо применяется система компенсации под углом 90° на расстоянии не более чем 0,5 Lmax;
на вводах в здание, когда прямолинейный участок трубопровода, непосредственно входящий в здание, имеет длину более 10 м;
при переходе диаметров больше чем на один типоразмер с целью защиты участка с меньшим диаметром трубы.
При разнице диаметров на один типоразмер неподвижная опора может не eстанавливаться, но рекомендуется проверять такие ситуации расчетом при конкретных условиях