ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ

П1-03 к СНБ 4.02.01-03 Проектирование и устройство систем отопления из полимерных труб

Ключевые слова: системы отопления из полимерных труб, системы отопления с подогревом пола.

Предисловие

РАЗРАБОТАНО Техническим комитетом по техническому нормированию и стандартизации в строительстве «Теплоэнергетическое оборудование зданий и сооружений» (ТКС 06) при научно-проектно-производственном республиканском унитарном предприятии «Стройтехнорм» (РУП «Строй технорм»). Разработчики Л.Я. Дроздович — начальник отдела РУП «Стройтехнорм» (разделы 1—9, 11); д.х.н. Н.Р. Прокопчук — зав. кафедрой нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов БГТУ (разделы 4, 5); к.т.н. И.И. Реутский — доцент БНТУ (разделы 7—10); к.т.н. В.Д. Аке-льев — доцент БНТУ (разделы 7—10), А. Г.. Рутковский — директор ПКФ «ГЕРЦ ТЕХНИКС» (разделы 5, 6, 8, 11).
ВНЕСЕНО РУП «Стройтехнорм». 2 УТВЕРЖДЕНО Приказом Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь от 30 декабря 2003 г. № 259.
ЗАРЕГИСТРИРОВАНО Управлением строительной науки и нормативов Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь за № 227 от 30 декабря 2003 г.
В Национальном комплексе нормативно-технических документов в строительстве настоящее Пособие входит в блок 4.02 «Теплоснабжение и холодоснабжение, отопление, вентиляция и кондициони-рование воздуха».

ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ к СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование возду -ха». 4 Срок первой проверки — 2007 год, периодичность проверки — 2 года.

Область применения

Настоящее Пособие к строительным нормам распространяется на проектирование и устройство систем отопления из полимерных труб (далее — труб), изготовленных из полипропилена и сшитого полиэтилена, для зданий различного назначения и устанавливает требования по компенсации температурных удлинений полимерных трубопроводов, прокладке и креплению трубопроводов, схемам разводки трубопроводов, гидравлическому режиму систем отопления, к конструкциям и проектированию систем отопления с подогревом пола и расчету греющего контура системы отопления с подогревом пола, а также требования по монтажу систем отопления из полимерных труб.

Нормативные ссылки

В настоящем Пособии к строительным нормам использованы ссылки на следующие нормативно-технические документы: СНБ 4.02.01-03 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха СНиП III-4-80* Изд. 1989 г. Техника безопасности в строительстве П1-2000 к СНиП 2.04.01-85 Внутренние санитарно-технические системы. Производство работ П1-03 к СНиП 2.03.13-88 Проектирование полов СН 478-80 Инструкция по проектированию и монтажу сетей водоснабжения и канализации из пластмассовых труб СТБ 1293-2001 Трубы полимерные для систем отопления и горячего водоснабжения. Технические условия СТБ 1333.2-2002 Изделия полимерные для строительства. Метод определения долговечности труб полимерных для инженерно-технических систем ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

Общие положения

3.1 Трубопроводы систем отопления следует проектировать из термостойких полимерных труб, разрешенных к применению в строительстве в установленном порядке.

3.2 Полимерные трубы, применяемые для систем отопления, имеют свои преимущества и недостатки. Полимерные трубы обладают следующими преимуществами: — отсутствие коррозии; — долговечность — 50 лет и более; — возможность встраивать полимерные трубы в строительные конструкции зданий; — простота и удобство монтажа систем отопления; — малая масса по сравнению со стальными трубопроводами; — низкое гидравлическое сопротивление.
К недостаткам относятся: — низкая стойкость к механическим воздействиям; — разрушение под воздействием ультрафиолетового облучения; — больший температурный коэффициент линейного расширения по сравнению со стальными трубами; — ограниченность области применения по температуре и давлению теплоносителя; — ограниченность условий прокладки по противопожарным требованиям.

3.3 Системы отопления допускается монтировать как из полимерных труб, так и с совместным применением полимерных труб и труб, изготовленных из других материалов (стальных, медных). Выбор материала труб осуществляется на стадии проектирования в зависимости от условий прокладки труб, температуры и давления теплоносителя.

3.4 Системы отопления с трубами из полимерных материалов следует проектировать при параметрах теплоносителя, не превышающих предельно допустимые значения, указанные в нормативном документе на изготовление труб, но не более 90 °С и 1 МПа.

Трубы, применяемые для систем отопления

4.1 Для систем отопления применяются трубы из полипропилена (ПП), сшитого полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и сшитого полиэтилена средней плотности (ПЭСП), которые обладают достаточной стойкостью при высоких температуре и давлении теплоносителя.
Характеристики параметров труб, применяемых для монтажа систем отопления, приведены в приложении А. Усредненные технические показатели для полимерных труб приведены в таблице.

4.3 Долговечность труб рассчитывается по СТБ 1333.2 в зависимости от температуры и давления теплоносителя.

4.4 Допускается применение полимерных труб зарубежного производства с техническими характеристиками, отвечающими требованиям действующих на территории Республики Беларусь нормативно-технических документов и разрешенных к применению в строительстве в установленном порядке.

Проектирование трубопроводов систем отопления. Компенсация температурных удлинений трубопроводов

5.1 Температурное удлинение трубопровода L, мм, вычисляется по формуле L = Lt,
где  — температурный коэффициент линейного расширения материала трубы, К–1; L — длина участка трубопровода, мм; t — расчетный перепад температур, принимаемый как разность между расчетной температурой теплоносителя и температурой окружающего воздуха при монтаже трубопровода, принимаемая не ниже 5 °С, °С.

5.2 Компенсацию температурных удлинений трубопроводов следует предусматривать, как правило, за счет естественных поворотов труб либо за счет применения П-образных и -образных компенсаторов.
Выбор способа компенсации трубопроводов осуществляется при проектировании в зависимости от конкретных условий прокладки труб.

5.3 Схема компенсации трубопровода за счет Г-образного поворота трубы с применением фасонных отводов представлена на рисунке. При применении гнутых отводов их радиус должен составлять не менее: — 7dн — для труб из полипропилена; — 6dн — для труб из сшитого полиэтилена.

5.4 Прокладка трубопроводов из полимерных материалов должна предусматриваться скрытой: в конструкции пола, за экранами, в штрабах, шахтах и каналах. Допускается открытая прокладка этих трубопроводов по техническим этажам (подпольям), а также в пределах пожарных секций зданий, где исключаются их механические повреждения, внешний нагрев наружной поверхности трубопроводов более 90 °С и прямое воздействие ультрафиолетового излучения.
В помещениях категорий А, Б и В1—В4 по пожарной опасности трубопроводы из полимерных материалов следует прокладывать скрыто.
Допускается применение труб в качестве отопительных элементов, встроенных в строительные конструкции, при обеспечении требуемого предела их огнестойкости.
При скрытой прокладке трубопроводов следует предусматривать люки в местах расположения разборных соединений и арматуры.

5.5 Трубопроводы, прокладываемые в конструкции пола от стояков до распределительных узлов и от распределительных узлов до отопительных приборов (при длине труб более 8 м), следует изолировать. Трубопроводы, прокладываемые в конструкции пола от распределительных узлов до отопительных приборов при длине труб 8 м и менее, допускается не изолировать. Возможно применение способа укладки труб в защитной рифленой трубе (система «труба в трубе»). При этом способе укладки трубопроводы можно размещать в стенах, в полу, что в дальнейшем позволяет производить их замену без нарушения конструкции стены или пола. Рифленая труба выполняет также роль тепловой изоляции.

5.6 При горизонтальной прокладке вдоль стен трубопроводы рекомендуется закрывать полимерными плинтусами.

5.7 В узлах ответвлений от магистралей и стояков необходимо предусматривать устройство неподвижных опор.
Допускается не предусматривать установку неподвижных опор в узлах ответвлений от магистралей и стояков, если на ответвлении обеспечивается устройство плеча длиной Ls, рассчитываемого по формуле (5.2).

5.8 Полимерные трубы в местах пересечения строительных конструкций следует прокладывать в гильзах из негорючих материалов. Зазор между наружной стенкой трубы и внутренней стенкой гильзы должен быть не менее 5 мм для труб диаметром до 32 мм включ. и не менее 10 мм — для труб большего диаметра.
Края гильз должны быть на одном уровне с поверхностями стен, перегородок и потолков, но на 30 мм выше

5.9 Заделку зазоров и отверстий в местах прокладки трубопроводов следует предусматривать негорючими материалами. Крепление трубопроводов

5.10 Устройство неподвижных опор (НО) путем сжатия труб не допускается. Неподвижные опоры следует выполнять хомутового типа и располагать, как правило, в местах размещения фасонных частей. Примеры расположения неподвижных опор приведены на рисунке. Для устройства неподвижных опор на трубах из полипропилена допускается приваривать два кольца на корпус трубы с размещением между ними крепления хомутового типа. Скользящие опоры (СО) позволяют перемещаться трубопроводам только в осевом направлении. В качестве неподвижных и скользящих опор рекомендуется применять крепления по серии 1 (приложение Д).
Рекомендуемые расстояния между скользящими опорами горизонтальных трубопроводов приведены в таблице.
Для вертикальных трубопроводов скользящие опоры устанавливаются не реже чем через 1000 мм для труб диаметром до 32 мм включ. и не реже чем через 1500 мм — для труб большего диаметра.

Схемы разводки трубопроводов систем отопления

6.1 Полимерные трубопроводы могут применяться как для систем отопления с отопительными приборами, так и для устройства греющего контура в системах отопления с подогревом пола.

6.2 На рисунках представлены варианты разводки трубопроводов, выполненных из полимерных труб, для поквартирных систем отопления (запорная и регулирующая арматура на рисунках условно не показана).

6.3 Присоединение отопительных приборов к горизонтальным трубопроводам может выполняться с использованием полимерных отводов, а также отводов, изготовленных из металлических труб. На рисунке 6.4 приведены схемы вариантов присоединения отопительных приборов к горизонтальным трубопроводам.

6.4 Для присоединения поквартирных систем отопления к стоякам рекомендуется применять рас-пределительный узел. Общий вид распределительного узла приведен на рисунке 6.6. Для осуществления поквартирного учета теплоты приборы учета следует устанавливать перед распределительным узлом. Распределительные узлы устанавливаются в специально оборудованных ящиках и могут располагаться на лестничных клетках или в квартирах. Греющие контуры систем отопления с подогревом пола также рекомендуется подключать к распределительным узлам.

6.5 В системах отопления с горизонтальной разводкой труб удаление воздуха из системы отопления должно осуществляться через воздуховыпускные клапаны, установленные на отопительных приборах.

Гидравлический режим систем отопления

7.1 Скорость движения теплоносителя, при которой обеспечивается удаление воздуха при горизонтальной прокладке труб, должна быть не менее 0,25 м/с.

7.2 Гидравлическое сопротивление греющего контура системы отопления с подогревом пола должно быть не более 20 кПа.

7.3 Потери давления в трубопроводах Р, Па, следует определять по формуле Р = RтрL + z, (7.1) где Rтр — линейные потери давления на трение, Па/м, принимаются по 7.4 или по таблицам гид -равлических сопротивлений полимерных труб; L — длина трубопровода, м;  — сумма коэффициентов местных сопротивлений; z — потери давления на местные сопротивления, Па, для  = 1 при данной скорости воды в трубопроводе принимаются по данным предприятий-изготовителей, допускается при-нимать по приложению Б.

7.4 Линейные потери давления на трение Rтр, Па/м, определяются по формуле

Системы отопления с подогревом пола Конструкция систем отопления с подогревом пола

8.1 Конструкцию пола, в зависимости от назначения помещений, условий эксплуатации, необходимо принимать согласно требованиям П1 к СНиП 2.03.13, а также по сериям 3 и 4.
Принципиальная схема расположения греющего контура в конструкции пола представлена на рисунке 8.1.

8.2 Пристенную изоляцию выполняют для создания деформационного шва между стеной и панелью с греющим контуром. Толщина пристенной изоляции должна составлять не менее 5 мм. Выполняется она из вспененного полиуретана.

8.3 Необходимость устройства гидроизоляции (пароизоляции) определяется исходя из условий эксплуатации пола согласно требованиям П1 к СНиП 2.03.13, а также серий 3 и 4.

8.4 В качестве греющего контура в системе отопления с подогревом пола применяют полимерные трубы из полипропилена или из сшитого полиэтилена по СТБ 1293.
Греющий контур заливается бетоном. Суммарная толщина слоя бетона и цементной стяжки над трубой должна быть не менее 45 мм.

8.5 Для закрепления греющего контура применяют: — защелки для крепления трубы к сетке из стальной проволоки; — плиты теплоизоляционные с соответствующими профилированными углублениями для укладки труб; — U-образные шпильки, закрепляемые непосредственно в слой теплоизоляции.

8.6 Размеры панели с греющим контуром должны быть не более 8,0×8,0 м. Толщина деформационного шва между панелями должна составлять не менее 4 мм.

8.7 В качестве покрытия пола можно применять: керамическую плитку, синтетические рулонные материалы, паркет, ковровое покрытие и др.

8.8 Различают два способа укладки труб в греющем контуре: — меандрический; — с двойной проводкой.
Как видно из графиков, в структуре контура с двойной проводкой происходит более равномерное распределение температур на поверхности пола. Вблизи наружных стен помещений целесообразно уменьшение расстояний между витками, а также допускается применение отдельных отопительных витков. На рисунке 8.5 приведен вариант устройства греющего контура путем уменьшения шага труб греющего контура вблизи наружной стены.
На рисунке 8.6 приведен вариант устройства отдельного греющего контура вблизи наружной стены.
Расстояние между осями соседних труб греющего контура, а также расстояние от наружных стен до труб греющего контура следует принимать от 0,1 до 0,3 м.

8.10 График распределения температур на поверхности пола представлен на рисунке 8.7.

8.11 Греющие контуры следует подключать к распределительному узлу.

8.12 Среднюю температуру поверхности пола помещений tпл.ср, °С, следует принимать по СНБ 4.02.01.

8.13 Максимальная рекомендуемая температура теплоносителя, подаваемого в греющий контур, должна быть не более 55 °С.
В случае совместной работы системы отопления с подогревом пола с отопительными приборами необходимо предусмотреть устройство смесительного узла, в котором происходит снижение температуры теплоносителя для подогрева пола.

Расчет греющего контура системы отопления с подогревом пола

8.14 При расчете необходимо определить длину греющего контура L, м, при известных температурах теплоносителя на входе и выходе из него, теплопотерях Q, Вт, геометрических, теплофизических параметров пола помещения.

8.15 Общее линейное сопротивление теплопередаче Rl, мК/Вт, от теплоносителя в трубах, расположенных в однослойной конструкции, рассчитывается по формуле

8.16 Расчет линейного сопротивления теплопередаче Rl для неоднородного в термическом отношении многослойного пола можно выполнить по формуле (8.1), заменив  на эквивалентный коэффициент теплопроводности экв, Вт/(мК), рассчитываемый по формуле

8.17 Линейный коэффициент теплопередачи kl, Вт/(мК), от теплоносителя (вода) к воздуху в помещении определяется по формуле

8.18 Количество теплоты Q, Вт, передаваемое от теплоносителя к воздуху в помещении трубопроводом длиной L, м, определяется по формуле

8.19 Линейное сопротивление теплопередаче Rl находится в зависимости от шага труб, эквивалентного коэффициента теплопроводности слоев экв, расположенных между осью трубы и поверхностью пола, внутреннего диаметра трубы d и расстояния от уровня пола до оси трубы h. Значения линейного термического сопротивления теплопередаче Rl, рассчитанные по формуле (8.3) приведены в таблице В.1.

8.20 Средняя температура поверхности пола tпл.ср, °С, определяется по формуле

8.22 Длина греющего контура L, м, определяется из формулы

8.26 Если гидродинамические потери давления в греющем контуре превышают 20 кПа, предусматривается многофункциональная система греющих контуров, тогда.

Монтаж систем отопления из полимерных труб

9.1 Монтаж полимерных трубопроводов необходимо выполнять в соответствии с требованиями П1 к СНиП 2.04.01.

9.2 Монтаж полимерных трубопроводов следует производить при температуре воздуха в помещении не ниже 5 °С.

9.3 Трубы из сшитого полиэтилена соединяются при помощи металлических фасонных частей. Трубы из полипропилена соединяются на сварке в стык, в раструб, а также на сварке с применением фасонных частей из полипропилена. Соединения полимерных трубопроводов с металлическими трубами и арматурой необходимо вы-полнять при помощи фасонных частей.

9.4 Соединения труб из сшитого полиэтилена с применением металлических фасонных частей могут быть: — свинчиваемые с разрезным кольцом; — с натяжным или зажимным кольцом.

9.5 Сварка труб из полипропилена должна выполняться, как правило, контактным нагревом (стыковой, раструбной).
Для сварки труб следует применять необходимый для этих целей комплект инструментов. Сварка производится электрическим нагревательным сварочным аппаратом. Операции по сварке труб, а также контроль качества сварных соединений следует выполнять в соответствии с СН-478. 9.6 При поквартирной разводке полимерных трубопроводов недопустима укладка труб по прямой от распределительных узлов до отопительных приборов, учитывая необходимость компенсации при температурном удлинении трубопроводов.

9.7 Греющий контур системы отопления с подогревом пола должен быть выполнен, как правило, из цельной трубы, поставляемой в бухтах. Допускается выполнять соединение труб из сшитого полиэтилена при помощи натяжного (зажимного) кольца.

9.8 Для труб, подлежащих скрытой прокладке в строительных конструкциях до их закрытия необходимо произвести предварительные испытания на герметичность.

9.9 При выполнении работ по замоноличиванию труб греющего контура трубопроводная система должна находиться под давлением воды 0,3 МПа.

9.10 Запуск системы подогрева пола производится не ранее чем через 20 сут с момента завершения выполнения работ по замоноличиванию греющего контура. При этом температура теплоносителя не должна превышать 25 °С. Затем необходимо увеличивать температуру теплоносителя каждый день на 5 °С до тех пор, пока не будет достигнута расчетная температура теплоносителя в греющем контуре. После чего испытания системы отопления с подогревом пола на прогрев при расчетной температуре проводят в течение 3 сут.

Требования безопасности при производстве работ

9.11 При производстве строительно-монтажных работ по устройству систем отопления из полимерных труб необходимо соблюдать требования 5 и СНиП III-4.

9.12 Изделия, изготовленные с применением полимерных материалов, должны отвечать требованиям действующих нормативно-технических документов.

9.13 Применение открытого огня для соединения труб запрещается.
При возникновении пожара на открытой поверхности тушить следует тонкораспыленной водой со смачивающими агентами, пенами, песком, противопожарным полотнищем.

9.14 При выполнении соединений труб необходимо использовать специальные механизмы и инструмент. Работы по соединению труб необходимо выполнять строго соблюдая инструкции предприятий — изготовителей механизмов и инструмента.

9.15 После окончания монтажа систем отопления отходы полимерных материалов, а также отрезки труб следует собрать для последующего их вывоза на утилизацию либо захоронение в разрешенных для этих целей местах.

9.16 Приемка смонтированных систем отопления должна осуществляться в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов с участием представителя органов государственного пожарного надзора.
Транспортирование и хранение труб

9.17 Трубы перевозятся любым видом транспорта в соответствии с Правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида. При железнодорожных перевозках трубы транспортируют в крытых вагонах.

9.18 Так как трубы из полипропилена имеют повышенную хрупкость при отрицательных температурах, их необходимо транспортировать с использованием пакетов или устройств, обеспечивающих фиксацию труб.

9.19 Погрузка и разгрузка труб из полипропилена, как правило, должна производиться при темпе-ратуре наружного воздуха не ниже минус 10 °С.

9.20 При погрузочно-разгрузочных работах не допускается перемещение труб волоком.

9.21 Трубы хранят в помещениях с условиями по группе С (раздел 10 ГОСТ 15150), защищая от воздействия прямых солнечных лучей. В отапливаемых помещениях трубы необходимо хранить на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов. Трубы в бухтах хранят в горизонтальном и вертикальном положениях. При хранении труб в штабелях высота штабеля не должна превышать 2 м.

Проектирование систем отопления из трубы PERT