XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

По способу прокладки тепловые сети подразделяются на наземные, надземные и подземные.
 

Наземный и надземный способы прокладки тепловых сетей используются на территории промышленных предприятий или при невозможности осуществления подземной прокладки на территории населенных пунктов. Невозможность или нецелесообразность подземной прокладки может быть обусловлена различными факторами, например, высоким уровнем грунтовых вод, наличием скальных пород, высокой пучинистости грунта и т.п. На территории промышленных предприятий межцеховые коммуникации иногда прокладывают на различных креплениях, заделанных в стены зданий или по кровлям производственных зданий. Надземная прокладка тепловых сетей в зоне жилой и общественной застройки допускается только при обосновании, кроме территорий детских и лечебных учреждений, где допустима только подземная прокладка коммуникаций.

Наземная прокладка трубопроводов осуществляется, как правило, в наземных каналах. Бесканальная наземная прокладка трубопроводов тепловой сети применяется в основном при ремонтных работах для организации временных обводных (байпасных) линий.

Надземная прокладка трубопроводов тепловой сети может осуществляться на низких или на высоких опорах. На территории, не подлежащей застройке вне населенных пунктов, прокладку тепловых сетей следует предусматривать надземную на низких опорах. В качестве низких опор используют бетонные основания или металлические конструкции высотой не более 500мм (см. рис. 1, а).

а)

б)

а –на низких опорах; б –на высоких опорах.

Рис.1 Надземная двухтрубная тепловая сеть.

Прокладка теплотрасс на низких опорах актуальна при сооружении тепловых сетей на территории промышленных предприятий или вне черты города, но может быть использована и на территории жилой застройки при невозможности или экономической неэффективности подземной прокладки.

Надземная прокладка труб на высоких опорах применяется на территориях промышленных предприятий, при переходе теплотрассы через препятствие – автомобильную дорогу, железнодорожное полотно, овраг, ручей и т.п. (см. рис. 1, б).

а)	б)
в)

а – на отдельно стоящих опорах (мачтах), б – на эстакадах, в – на подвесных (вантовых) конструкциях;

Рис.2 Основные виды надземной прокладки

Надземная прокладка теплотрассы может осуществляться на отдельно стоящих стойках (опорах), эстакадах и подвесных конструкциях (рис.2). Отдельно стоящие опоры бывают стальные, железобетонные, высокие и низкие. Расстояние между опорами нормируется и в зависимости от несущей способности труб принимается от 2 до 24 м. Большие пролеты между стойками допустимы для прокладки труб большого диаметра.

При прокладке труб небольшого диаметра на высоких отдельных стойках промежуточные опоры создаются посредством вантовых растяжек и подвесок (рис.2, в). Расстояния между точками подвески принимают в соответствии с несущей способностью трубы наименьшего диаметра.

При прокладке трубопроводов тепловой сети на низких опорах расстояние между низом изоляции и поверхностью земли должно быть не менее 0,35 м., чтобы поверхностные воды и снеговые покровы не создавали увлажнение тепловой изоляции.

Эстакады (рис. 2, б и 3) сооружают для совместной прокладки большого числа трубопроводов различного назначения и диаметров. Изготовляют эстакады из металла или железобетона. Расстояния между стойками принимают от 6 до 24 м, кратными 3 или 6 м, поскольку эстакады перекрывают балками стандартной длины. Пролеты между стойками перекрывают железобетонными продольными балками, на которых через 3-4 м раскладывают траверсы. Балки и траверсы, приваренные к стойкам, образуют пролетные строения. Несколько маршей пролетных строений и стоек образуют жесткую единую конструкцию.

Пролетные строения могут быть многоярусными. Размещение труб на надстройках многоярусных эстакад показано на рис.3. Теплопроводы укладывают на нижнем ярусе, причем трубопроводы с более высокой температурой теплоносителя размещают ближе к краю траверсы. Самые крупные и холодные трубопроводы устраивают на самом верхнем ярусе. Трубы с диаметром до 150 мм допускается подвешивать на подвесных опорах под траверсами.

а– одноярусное, б – двухъярусное, в – трехъярусное;

1 – продольные балки, 2 – трубопроводы, 3 – надстройка, 4 – настил для прохода и обслуживания.

Рис.3 Сечения эстакад

Размещение трубопроводов в поперечном сечении эстакады должно быть таким, чтобы перегрузка одной стороны (от оси эстакады) не превышала 30% от полной нагрузки на сечение эстакады. На пролетных строениях между трубами устраивают проходы шириной не менее 0,6 м, с которых производится обслуживание арматуры, теплоизоляции, опор. Эстакады с такими проходами по всей длине трассы называют проходными. При небольшом количестве труб на эстакаде обслуживание трубопроводов производится с переносных лестниц или площадок, такие эстакады называют непроходными.

Наземный и надземный способы прокладки имеют ряд положительных эксплуатационных преимуществ:

а) лучшая доступность и обозреваемость сетей, способствующие своевременному устранению неисправностей;

б) отсутствие разрушающего влияния грунтовых вод;

в) использование более надежных в работе П-образных компенсаторов;

г) широкая возможность устройства прямолинейного продольного профиля теплопроводов (вне зависимости от уклонов рельефа местности), при котором уменьшается количество воздушных и спускных вентилей.

Вышеописанные факторы способствуют повышению долговечности и снижению стоимости сетей по сравнению с канальной подземной прокладкой на 30-60%.

Подземная прокладка является преобладающим способом прокладки трубопроводов тепловых сетей в населенных пунктах. Существует несколько видов подземной прокладки тепловой сети:

а) бесканальная прокладка – трубы в защитных оболочках укладываются прямо на грунт;

б) канальная в непроходных каналах;

в) канальная в полупроходных каналах;

г) канальная в полнопроходных каналах (коллекторах, тоннелях).

Бесканальная прокладка – это самый дешевый способ подземной прокладки. Применение бесканальной прокладки позволяет снижать на 30-40% капитальные затраты на сооружение тепловых сетей – значительно уменьшать трудовые затраты, потребность в тяжелой технике, расход строительных материалов и т.д. Блоки теплопроводов изготовляют на заводе, монтаж теплопроводов на трассе сводится лишь к укладке автокраном блоков в траншею и сварке стыков.

Бесканальная прокладка может быть различной, в зависимости от конструкции тепловой изоляции. Некоторые типы бесканальной прокладки показаны на рис.4. Трубопроводы тепловой сети, проложенные бесканальным способом, должны быть хорошо изолированы от воздействия влажных и корозионноактивных грунтов. При бесканальном способе прокладки теплопроводов применяется гидроизоляция весьма усиленного типа.

а – в сборной и монолитной оболочке, б – в засыпной теплоизоляции,

в – в литой теплоизоляции,г – в сборно-литой теплоизоляции.

Рис.4 Бесканальная прокладка теплопроводов

При такой прокладке нет необходимости сооружать опоры для восприятия веса трубопроводов, что является дополнительным фактором, способствующим снижению затрат при строительстве сетей. Однако в местах установки П-образных компенсаторов и углов поворота трассы при бесканальной прокладке трубопроводы защищают железобетонными конструкциями для обеспечения свободного движения труб при температурных деформациях.

Недостатком бесканального способа прокладки тепловых сетей является более низкиепо сравнению с трубопроводами, проложенными в канале, сроки эксплуатации. Вследствие того, что трубопроводы находятся в непосредственном контакте с влажным грунтом, который может содержать различные коррозионноактивные элементы, трубопроводы и их тепловая и гидроизоляция разрушаются быстрее, чем при прокладке сетей в каналах. Поэтому применение бесканальной прокладки теплопроводов более эффективно в сухих песчаных грунтах.

К недостаткам бесканальной прокладки также можно отнести сложность доступа к сетям для осмотра и проведения ремонтных работ, что обуславливает повышение затрат на эксплуатацию и поддержание сетей в рабочем состоянии.

Для повышения сроков эксплуатации и надежности работы тепловых сетей, исключения разрушительного воздействия грунта на теплопроводы и обеспечения доступа для ремонта, применяют прокладку тепловых сетей в каналах(рис.5-7).

а) б)

а – четырёхтрубная тепловая сеть в непроходном канале; б – полнопроходной канал.

Рис. 5 Прокладка теплотрассы в канале

В зависимости от различных факторов выбирают прокладку теплопроводов в непроходных, полупроходных или полнопроходных каналах. Каналы по конструкции могут быть прямоугольного сечения (рис.6, а, б; 7), сводчатые (рис.6, в) и цилиндрические (рис.5, б).

Непроходные каналы(рис.6) сооружают из унифицированных железобетонных блоков заводского изготовления. Швы между блоками заделывают цементным раствором. Высота непроходных каналов зависит от диаметра проложенных в них трубопроводов.

Каналы прокладывают выше уровня грунтовых вод с уклоном не менее 0,003 для отвода проникающих грунтовых и поверхностных вод. При высоком уровне грунтовых вод применяют гидроизоляцию канала, состоящую из двух слоев рубероида на клебомассе, и устраивают попутный дренаж. Для предохранения каналов от попадания поверхностных вод поверхность земляного слоя над каналами должна иметь соответствующий уклон.

а — сборный с оклеенной гидроизоляцией; б — сборный из железобетонных плит; в — сводчатый с опорной рамой; г — сборный из вибропрокатных плит; д — из лотковых элементов; е — сборный с дренажем; 7 — железобетонное основание; 2 — стеновой блок; 3 — гидроизоляция; 4 — кирпичная стенка; 5 — блок перекрытия; б — бетонная подготовка; 7 — песчаная подготовка; 8 — навесная теплоизоляция; 9 — подушка; 10 — железобетонный свод; 11 — рамы из вибропрокатных плит; 12 — плита днища; 13 — железобетонный лоток; 14 — засыпная теплоизоляция; 15 — дренажная труба

Рис. 6 Непроходные каналы

Прокладка трубопроводов в непроходных каналах наиболее распространена, т.к. она дешевле, чем в полупроходных и полнопроходных каналах и в то же время обеспечивает больший срок эксплуатации трубопроводов, чем бесканальная прокладка.

Полупроходные каналы по конструкции и требованиям к прокладке мало отличаются от непроходных. Отличие состоит в том, что полупроходные каналы имеют большую высоту перекрытия, обеспечивающую возможность передвижения внутри канала. Высота полупроходных каналов не менее 1,4 м., может достигать 1,6 м., минимальная ширина прохода – 0,6 м. Такие каналы строят из железобетонных стеновых блоков, плит перекрытийи днищ. Поперечное сечение полупроходного канала представлено на рис. 7.

Полупроходные каналы применяются обычно на коротких участках тепловых трасс, например на ответвлениях от проходных каналов к крупным цехам на промышленных площадках или при прокладке тепловых сетей под проездами с интенсивным движением транспорта, под железнодорожными путями и в других местах, где вскрытие непроходных каналов для ремонта может быть затруднено. Прокладка в полупроходных каналах применяется также

при пересечении жилых и общественных зданий транзитными водяными тепловыми сетями с диаметрами теплопроводов до 300 мм (при условии прокладки сетей в технических подпольях и тоннелях высотой не менее 1,8 м). Полупроходные каналы улучшают условия эксплуатации тепловых сетей, так как допускают систематический осмотр теплопроводов, проведение профилактического и аварийного ремонта трубопроводов и изоляции без затраты средств и времени на вскрытиеканалов.

1 – ребристый блок перекрытия;2 – стеновой блок; 3 – блок днища;4 – бетонная подготовка; 5 – щебеночная подготовка. Рис. 7 Полупроходной канал из железобетонных блоков

Полнопроходной канал- это протяженное подземное сооружение с обеспечением полного доступа к сетям, предназначенное для прокладки тепловых сетей без постоянного присутствия обслуживающего персонала (рис.5, б).

Высота прохода полнопроходного канала в свету 1,8 м, ширина прохода между изолированными трубопроводами должна быть равной наружному диаметру самого большого трубопровода +100 мм, но не менее 700 мм.

Разновидностью полнопроходного канала является тоннель (коллектор коммуникационный): протяженное подземное сооружение с высотой прохода в свету не менее 1,8 м, предназначенное для прокладки тепловых сетей, отдельно или совместно с другими коммуникациями с постоянным присутствием обслуживающего персонала (рис.8).

Это наиболее совершенный, но и более дорогой, способ прокладки тепловой сети, который применяется при наличии нескольких теплопроводов больших диаметров.

Согласно п.9.7 СП 124.13330.2012. Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003 (с Изменением N 1)подземную прокладку тепловых сетей допускается предусматривать совместно с перечисленными ниже инженерными сетями:

в каналах – с водопроводами, трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1,6 МПа, контрольными кабелями, предназначенными для обслуживания тепловых сетей;

в тоннелях – с водопроводами диаметром до 500 мм, кабелями связи, силовыми кабелями напряжением до 10 кВ, трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1,6 МПа, трубопроводами напорной канализации, холодопроводами.

Прокладка трубопроводов тепловых сетей должна предусматриваться в одном ряду или над другими инженерными сетями. Прокладка трубопроводов тепловых сетей в каналах и тоннелях с другими инженерными сетями, кроме указанных, не допускается.

Габаритные размеры проходных каналов и тоннелей выбирают из условия свободного доступа ко всем элементам теплопроводов, позволяющего проводить полный капитальный ремонт их без вскрытий и разрушений дорожных покрытий. Высота тепловых камерполнопроходных каналов в свету от уровня пола до низа выступающих конструкций должна приниматься не менее 2 м. Допускается местное уменьшение высоты камеры до 1,8 м. Для тоннелей следует предусматривать входы с лестницами на расстоянии не более 300 м друг от друга, а также аварийные и входные люки на расстоянии не более 200 м для водяных тепловых сетей.

1 – водопровод; 2 – электрические кабели; 3 – светильник; 4 – технологические трубопроводы; 5 – подающий и обратный теплопроводы тепловой сети. Рис.8 Тоннель из сборных ж/б блоков

В полнопроходных каналах устраивается приточно-вытяжная вентиляция. Вентиляция тоннелей должна обеспечивать как в зимнее, так и летнее время температуру воздуха в тоннелях не выше +40°С, а на время производства ремонтных работ – не выше +33°С. Необходимость естественной вентиляции каналов устанавливается проектом. При применении для теплоизоляции труб материалов, выделяющих в процессе эксплуатации вредные вещества в количествах, превышающих ПДК в воздухе рабочей зоны, устройство вентиляции обязательно. Вытяжные шахты на трассе размещают примерно через 100 м. Приточные шахты располагают между вытяжными шахтами и по возможности объединяют с аварийными люками.

Список литературы:

1. Кочева, М. А.Инженерное оборудование и обустройство застроенных территорий : учеб. пособие / М. А. Кочева – Н. Новгород : ННГАСУ, 2003. -121 с. : ил.

2. https://lektsii.com/2-16567.html

3. https://megalektsii.ru/s5423t12.html

4. https://www.ngpedia.ru/id479727p1.html

5. https://en.ppt-online.org/371677

6. https://infopedia.su/9x29bd.html

7. СП 124.13330.2012. Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003 (с Изменением N 1)

8. СП 315.1325800.2017 Тепловые сети бесканальной прокладки. Правила проектирования

Код для цитирования: Скопировать