10826

71

Рис. 4.12. Неподвижные щитовые опоры.

−в местах ответвлений трубопроводов для устранения взаимного влияния сил, действующих в перпендикулярных направлениях;

−на поворотах трассы для устранения влияния изгибающих и крутящих моментов, возникающих при естественной компенсации.

Расстояние между неподвижными опорами зависит от типов компенсационных устройств и диаметров трубопроводов, чем больше диаметры труб, тем больше расстояние между опорами. В результате расстановки неподвижных опор трасса СО разбивается на прямолинейные участки, имеющие различные длины и диаметры трубопроводов.

Неподвижное закрепление трубопровода производят для предупреждения самопроизвольного его смещения при удлинениях. Но при отсутствии устройств, воспринимающих удлинения трубопроводов между неподвижными закреплениями, возникают большие напряжения, способные деформировать и разрушать трубы. Для устранения (или значительного уменьшения) усилий, возникающих при тепловых удлинениях труб в тепловых сетях, служат компенсационные устройства – компенсаторы.

Компенсаторы Компенсация температурных удлиннений трубопроводов требуется

при средней температуре теплоносителя более +50°C. Тепловые перемещения теплопроводов обусловлены линейным удлинением труб при нагревании. Теп-

L − длина трубопровода между двумя неподвижными опорами, м; t − температура теплоносителя, ° С;

tо− температура окружающей среды, ° С.

Коэффициент линейного удлинения α зависит от материала труб, для стальных труб принимается в зависимости от температуры, в среднем он равен 0,012 мм/м·°С. Для углеродистой стали удлинение 1 м трубы на каждые 100° С

изменения температур составит L=1,2 мм. Для безаварийной работы тепловых сетей необходимо, чтобы компенсирующие устройства были рассчитаны на максимальные удлинения трубопроводов. Исходя из этого при расчете удлинений температура теплоносителя принимается максимальной, а температура окружающей среды – минимальной и равной:

1)расчетной температуре наружного воздуха при проектировании отопления tБн5х – для надземной прокладки сетей на открытом воздухе;

2)расчетной температуре воздуха в подвале или техническом этаже – для открытой прокладки по техэтажам;

3)температуре помещений или цехов, по которым прокладываются трассы

СО.

Необходимое число компенсаторов для расчетного прямолинейного участка трубопровода составляет:

где Lуч − длина расчетного прямолинейного участка трубопровода, м;

Lmax − максимально допустимое расстояние между неподвижными опорами. Расчетный участок разбивается на п отрезков длиной L, разделяемых неподвижными опорами. Внутри каждого участка устанавливают компенсатор

выбранного типа.

По принципу действия компенсаторы можно разделить на две группы:

73

1)радиальные или гибкие устройства, воспринимающие удлинения теплопроводов изгибом (плоских) или кручением (пространственных) криволинейных участков труб или изгибом специальных эластичных вставок различной формы;

2)осевые устройства скользящего и упругого типов, в которых удлинения воспринимаются телескопическим перемещением труб или сжатием пружинящих вставок.

Радиальные компенсаторы устанавливают на теплосети любой конфигурации, так как они компенсируют как осевые, так и радиальные усилия. К радиальным компенсаторам, применяемым в тепловых сетях, относятся гибкие и волнистые шарнирного типа.

Гибкие компенсирующие устройства самые распространенные. Наиболее простая компенсация достигается естественной гибкостью поворотов самого трубопровода, изогнутого под углом не более 150°.

Естественная компенсация температурных деформаций происходит в результате изгиба трубопроводов (рис. 4.23). При сооружении теплопроводов стремятся максимально использовать все повороты трубопровода, которые

а – при одинаковых длинах плеч б – при разных длинах плеч Рис. 4.23 Схема работы Г-образного узла самокомпенсации трубопровода.

74

обеспечивают естественную компенсацию. В этом случае у стен и углов зданий необходимо обеспечивать зазор между стенками и наружной поверхностью изолированного трубопровода, размеры зазора должны быть достаточны для свободного удлинения плеч трубы.

При естественной компенсации на поворотах трассы температурные деформации трубопроводов приводят к поперечным смещениям участков. Величина смещения зависит от расположения неподвижных опор: чем больше длина участка, тем больше его удлинение. Максимальные напряжения изгиба возникают у неподвижной опоры короткого участка, так как он смещается на большую величину.

Для естественной компенсации могут быть использованы подъёмы и опуски труб, но естественная компенсация не всегда может быть предусмотрена. На прямолинейных участках для компенсации удлинений труб применяют специальные гибкиие компенсаторы различной конфигурации – лирообразные, П-образные, S-образные, Z-образные (рис. 4.14). При подземной прокладке компенсаторы размещают в специальных кирпичных или железобетонных нишах по длине теплотрассы.

a – естественная компенсация; б – S- образный компенсатор; в – П-образный компенсатор с большой спинкой, г – то же. равносторонний (b = h); д – лирообразный компенсатор со складками; е – то же, гладкозагнутый; ж – ω-образный; з – линзовый компенсатор.

Рис. 4.14 Гибкие компенсаторы различных типов.

75

Лирообразные компенсаторы, особенно со складками, из всех гибких компенсаторов обладают наибольшей эластичностью, но вследствие усиленной коррозии металла в складках и повышенного гидравлического сопротивления применяются редко.

П-образные компенсаторы со сварными и гладкими коленами получили наибольшее распространение на практике вследствие простоты изготовления. Их компенсирующая способность определяется суммой деформаций по оси каждого из участков трубопроводов (рис. 4.15).

а– без предварительной растяжки;

б– с предварительной растяжкой

Рис. 4.15. Схема работы П-образного компенсатора

При этом максимальные изгибающие напряжения возникают в наиболее удаленном от оси трубопровода отрезке − спинке компенсатора. Последняя, изгибаясь, смещается на величину, которую необходимо учитывать при расчете габаритов компенсаторной ниши. Для увеличения компенсирующей способности компенсатора или уменьшения величины смещения его устанавливают с предварительной (монтажной) растяжкой.

Расчет естественной компенсации и гибких компенсаторов заключается в определении усилий и максимальных напряжений, возникающих в опасных

76

сечениях, в выборе длин участков трубопроводов, закрепленных в неподвижных опорах, и геометрических размеров компенсаторов, а также в нахождении величины смещений при компенсации температурных деформаций.

Достоинством гибких компенсаторов является то, что они не нуждаются в обслуживании и для их укладки в нишах при канальной прокладке не требуется сооружение камер.

К недостаткам гибких компенсаторов относятся: повышенное гидравлическое сопротивление, увеличенный расход труб, большие габариты, затрудняющие их применение в ограниченных объёмах и наличия других коммуникаций на техэтажах.

4.3.Тепловая изоляция трубопроводов

Тепловая изоляция служит для уменьшения тепловых потерь при транспортировке теплоносителя и обеспечения допустимой температуры изолируемой поверхности трубопровода. Конструкция тепловой изоляция трубопроводов тепловых сетей должна соответствовать требованиям СП 61.13330.2012 [16]. Тепловая изоляция устраивается на трубопроводах, оборудовании, арматуре, фланцевых соединениях, компенсаторах, опорах и применяется при всех способах прокладки независимо от температуры теплоносителя.

Температура на поверхности теплоизоляционной конструкции теплопроводов, арматуры и оборудования не должна превышать:

−при прокладке теплопроводов в подвалах зданий, технических подпольях, тоннелях и проходных каналах 45 ° С;

−при открытой прокладке в камерах и других местах, доступных для обслуживания, 60° С.

Тепловая изоляция трубопроводов непосредственно контактирует с внешней средой и находится в условиях непрерывных колебаний температуры и относительной влажности воздуха и давлений. Ввиду этого теплоизоляционные материалы и конструкции должны удовлетворять ряду требований. Материалы тепловой изоляции и покровного слоя трубопроводов должны отвечать требо-

77

ваниям СП 61.13330.2012 [16], норм пожарной безопасности и выбираться в зависимости от конкретных условий и способов прокладки. Для тепловой изоляции применяют материалы, обладающие высокими теплозащитными свойствами, низким коэффициентом коррозионной активности, малым водопоглощением, высоким электросопротивлением и высокой механической прочностью

исохраняющие эти свойства в течение длительного срока эксплуатации.

Взависимости от вида используемых изделий тепловую изоляцию подразделяют на оберточную (маты, полосы, шнуры, жгуты), штучную (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры, полуцилиндры, сегменты, скорлупы), заливочную (монолитную и литую), мастичную и засыпную. Для теплоизоляционных изделий используются различные материалы: минеральная вата, асбест, стеклянное штапельное волокно, пеностекло, пенополистирол, пенополиуретан, вспененный каучук, пенополиэтилен и др.

Для защиты трубопроводов СО применяется изоляция, в задачи которой входит не только защита теплопровода от тепловых потерь, но, что ещё более важно, защита от наружной коррозии. От успешного решения этой задачи непосредственно зависит долговечность и надежность работы трубопроводов.

4.4.Защита трубопроводов системы отопления от коррозии

Защита стальных трубопроводов СО от коррозии является важным фактором повышения надежности и увеличения сроков эксплуатации систем отопления. Коррозия разрушает сами трубопроводы, уменьшает внутренние диаметры труб, а также может привести к поломке оборудования, так как твердые частицы окислов, присутствующие в теплоносителе могут скапливаться и откладываться на внутренних поверхностях. Это влечёт за собой более частую замену и прочистку фильтров, увеличивает изношенность оборудования и, в результате, уменьшает периоды безаварийной и надежной эксплуатации всей системы в целом. Защита трубопроводов от коррозии регламентируется разде-

лом 13 СП [8] и РД [12].

Коррозии подвергается как внешняя, так и внутренняя поверхность стенок

78

труб, поэтому различают внутреннюю и внешнюю коррозии.

Для уменьшения внутренней коррозии применяют следующие мероприятия:

−повышение рН теплоносителя;

−уменьшения содержания кислорода в сетевой воде;

−покрытия внутренней поверхности стальных труб антикоррозионными составами или применения коррозионно-стойких сталей;

−применения безреагентного электрохимического способа обработки

воды;

−применения водоподготовки и деаэрации подпиточной воды;

−применения ингибиторов коррозии.

Для контроля за внутренней коррозией на подающих и обратных трубопроводах водяных тепловых сетей на выводах с источника теплоты и в наиболее характерных местах предусматривают установку индикаторов коррозии.

Требования по защите трубопроводов от внешней коррозии изложены в п.п. 13.5-13.13 СП [8] и в РД [12].

Для наружных трубопроводов, проложенных надземно, обязательно предусматривается гидроизоляционное покрытие поверх тепловой изоляции, чтобы предотвратить не только контакт внешней стенки трубы с влажным воздухом, но и защитить от влагопроницания тепловую изоляцию. С этой целью чаще всего используется покрытие из оцинкованной тонколистовой стали. Могут также использоваться рулонные гидроизоляционные материалы, наложенные поверх тепловой изоляции. В любом случае одновременно используют различные антикоррозионные покрытия, которые наносятся непосредственно на поверхность трубы. Для конструкций теплопроводов в пенополиуретановой теплоизоляции с герметичной наружной оболочкой или в пенополимерминеральной теплоизоляции нанесение антикоррозионного покрытия на стальные трубы не требуется, но при применении пенополиуретановой теплоизоляции необходимо обеспечить оперативный дистанционный контроль проникновения влаги в теплоизоляционный слой.

79

5. ВЕНТИЛЯЦИЯ

Системой вентиляции (ВС) называют совокупность элементов и оборудования, предназначенных для забора, обработки, транспортировки, распределения свежего воздуха в помещении и удаления загрязненного (отработанного) воздуха за пределы помещения. Регламентируется СП 60.13330.2012 [27].

5.1. Классификация систем вентиляции

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха по различным признакам можно разделить на следующие виды:

1)По назначению: приточные и вытяжные. Приточные системы служат для подачи свежего наружного воздуха в помещения, вытяжные – для удаления из помещений загрязненного воздуха. К загрязнениям относят пыль и другие твердые частицы, влагоизбытки, теплоизбытки, избыток углекислого газа, пахучие или вредные вещества.

2)По месту подачи или месту забора воздуха: общеобменные и местные (для удаления вредных веществ, выделяющихся при технологических процессах, лабораторных исследованиях и т.п., рис.5.1). Особую группу общеобменных и местных систем составляют аварийные и противодымные системы.

3)По способу побуждения движения воздуха: системы с естественным

побуждением – гравитационные или естественные (приточные – ПЕ и вытяжные

– ВЕ) и с механическим побуждением – механические (приточные – П и вытяжные – В).

4) По конструктивным особенностям: канальные системы и бесканальные (аэрация)

Разновидностью общеобменных систем вентиляции является аварийная вентиляция – регулируемый (управляемый) воздухообмен в помещении, обеспечивающий предотвращение увеличения до опасных значений концентраций вредных веществ при их внезапном поступлении в производственное помещение. К ней относится и противодымная вентиляция – регулируемый (управляемый) воздухообмен внутреннего объёма здания при возникновении пожара в

80

одном из его помещений, предотвращающий поражающее воздействие на людей распространяющихся продуктов горения, обусловливающих повышенное содержание токсичных компонентов, увеличение температуры и изменение оптической плотности окружающей среды. Противодымная вентиляция подразделяется на два типа – подпорную и дымоудаление. Подпорная вентиляция (ПП) обеспечивает подачу наружного воздуха на пути эвакуации при пожаре и создание избыточного давления воздуха (подпор) на стенки незадымляемых лестничных маршей и тамбур-шлюзов при них, а также в тамбур-шлюзах выходов на улицу из подвальных и цокольных этажей. Вентиляция дымоудаления (ДУ) предназначена для удаления продуктов горения из помещений или с путей эвакуации и может рассматриваться как разновидность аварийной вентиляции, хотя устройство ее сопряжено со специфическими особенностями, такими как обеспечение необходимой степени огнестойкости вентиляторов, воздуховодов и других элементов системы (рис. 5.2).

Любая система вентиляции может быть охарактеризована по вышеописанным признакам. Эти признаки могут встречаться практически в любых сочетаниях. Например, в жилых зданиях, как правило, устраивают общеобменную систему вентиляции с естественным побуждением, которая состоит из естественной вытяжки – вытяжных каналов, запроектированных во внутренних стенах здания и естественного притока – приточных фрамуг, запроектированных в остеклениях световых проемов. Иногда устраивают комбинированные системы вентиляции, с механической вытяжкой и естественным притоком воздуха. Однако, такие системы могут устраиваться только на основании очень тщательных расчетов, с учетом скоростей движения воздуха и распределения потоков воздуха в помещениях здания при различных температурах наружного воздуха.

Исключение составляют системы вентиляции, обеспечивающие безопасность – местные и аварийные, они могут быть только с механическим побуждением, поскольку в этих системах должны быть обеспечены достаточно большие скорости и расходы удаляемых вредностей. Противодымные системы