Выбор систем водяного отопления многоэтажных зданий

При проектировании систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопас­ность и доступность очистки и ремонта. Для жилых зданий необходимо принимать при температуре теплоносителя 95 °С двухтрубные и при 105 °С однотрубные системы отопления с радиато­рами или конвекторами. Системы отоплений проектируются, как правило, однотрубными из унифицированных узлов и деталей. Вертикальные однотрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем двухтруб­ные. Последние характеризуются большой вертикальной разрегулировкой. В холодный период года в общественных административно-бытовых и производственных помещениях, отапливаемых в нерабо­чее время, рекомендуется проектировать дежурное отопление для поддержания температуры воздуха не ниже 5 °С.

Отопление лестничных клеток не следует предусматривать при расчетной температуре наружного воздуха для холодного периода года –5 °С и выше. Для отапливаемых жилых, а также общественных и других зданий в районах с расчетной температурой наружного воздуха –40 °С и ниже следует предусматривать обогрев поверхности полов, расположенных над холодными подпольями.

Дляжилых зданий рекомендуются вертикальные однотрубные проточно-регулируемые системы водяного отопления с трехходовыми кранами, с насосной циркуляцией, как более экономичные по расходу металла и регулированию расхода теплоты.

Системы водяного отопления жилых многоэтажных зданий, как правило, присоединяют к тепловой сети ТЭЦ с устройством элева­торного узла или по независимой схеме с установкой водоподогревателя.  

2) Выбор, размещение и прокладка магистральных труб                                                                  

Выбор труб для систем отопления следует осуществлять согласно таблицам и ГОСТам. Магистральные трубы систем водяного отопления прокладывают с верхней и нижней разводкой. В системах с нижней разводкой прокладку подающих и обратных теплопроводов следует предусматривать совместную в подвале, а при его отсутствии - в техническом подполье или каналах.

Магистрали с верхней или нижней разводкой труб, как правило, рекомендуется проектировать тупиковыми, как более экономичными по расходу труб, чем магистрали с попутным движе­нием воды. В многоэтажных зданиях (9 этажей и более), состоящих из одинаковых блоков, рекомендуется применять посекционную схему расположения магистралей с единым узлом управления, а при значительных тепловых нагрузках на один блок - с устройством узлов управления в каждом отдельном блоке здания.

3) Выбор и размещение стояков

Стояки прокладывают открыто и располагают преимущественно у наружных стен на расстоянии 35 мм от внутренней поверхности до оси труб при диаметре < 32 мм. Конструкция стояков должна обеспечивать унификацию узлов и деталей. Для индустриализации процесса заготовки и уменьшения трудоемкости монтажных работ рекомендуется проектировать одно­трубные стояки с односторонним присоединением отопительных приборов и подводками одинаковой длины. При этом стояк однотрубной системы размещают на расстоянии 150 мм от откоса оконного проема, а не по оси простенка, как при двухсторонних подводках и в двухтрубных системах отопления.

В угловых помещениях стояки рекомендуют размещать в углах наружных стен во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности. Тип стояка выбирается в зависимости от архитектурно-планировочных решений, разводки магистралей и требований к тепловому режиму помещений здания. Проточные стояки без кранов для регулирования теплоотдачи отопительных приборов применяются в помещениях лестничных клеток и там, где не требуется регулирование теплового режима.

Для отопления жилых и общественных зданий, как правило, рекомендуются регулируемые и проточно-регулируемые стояки и стояки с осевыми и смещенными замы­кающими участками. Эти системы обладают высокой гидравлической и тепловой устойчивостью и имеют хорошие экономические показатели по трудозатратам и расходу металла. Замыкающие участки, умень­шающие гидравлическое сопротивление стояков, предлагается устанавливать со смещением от оси стояка для увеличения количества воды, протекающей через прибор.

При непарных отопительных приборах восходящую часть стояков делают «холостой». При использовании конвекторов в качестве отопительных приборов следует применять гидравлически устойчивые однотрубные проточные стояки. В зданиях в 4 этажа и более однотрубные стояки изгибают в местах присоединения к подающей и обратной магистрали для компенсации линейных удлинений.

В лестничных клетках многоэтажных зданий предусматривают обособленные стояки, подключенные непосредственно к наружной тепловой сети до узла управления. Это позволяет использовать высокотемпературный теплоноситель, что обеспечивает экономию труб, уменьшает площади отопительных приборов, а также повышает надежность работы системы отопления при резких понижениях температуры наружного воздуха.

4) Выбор и размещение отопительных приборов

Конструкцию отопительных приборов необходимо выбирать в соответствии с характером и назначением отапливаемых помещений, зданий и сооружений по приложениям. Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового проема. В этом случае стояки располагают на расстоянии 150-200 мм от откоса окна, а длину подводок принимают 350-400 мм.

Отопительные приборы в жилых зданиях следует устанавливать ближе к полу помещений на расстоянии 60 мм, в лечебных учреж­дениях - на 100 мм от пола. Это позволяет обеспе­чивать равномерный прогрев воздуха у поверхности пола и в рабочей зоне. В зданиях крупнопанельного строительства отопительные при­боры устанавливаются свободно у стен. В массивных зданиях из кирпичной кладки приборы устанавливают в нише и полунише.

Если приборы под окнами разместить нельзя, то допускается их установка у наружных или внутренних стен, ближе к наружным. В угловых помещениях приборы необходимо размещать на обеих наружных стенах. При таком размещении движение восходящего теплового воздуха от отопительных приборов препятствует обра­зованию ниспадающих холодных потоков от окон и холодных поверхностей стен и попаданию их в рабочую зону. Ширина ниши должна превышать ширину отопительного прибора на 400 мм при прямой подводке и 600 мм при подводке с уткой.

Отопительные приборы в лестничных клетках следует, как правило, размещать на первом этаже, а в лестничных клетках, разделенных на отсеки, - в каждом отсеке. Отопительные приборы не следует размещать  в отсеках тамбуров, имеющих наружные двери. Отопительные приборы надо устанавливать так, чтобы они не сокращали ширину лестничных маршей и площадок и не мешали продвижению людей. Отопительные приборы лестнич­ных клеток следует присоединять к отдельным магистралям и стоякам систем отопления по однотрубной проточной схеме. В качестве отопительных приборов лестничных клеток могут применяться ребристые трубы, конвекторы, стальные панели, радиаторы.

Отопление лестничных клеток не следует проектировать для зданий с любыми системами отопления в районах с расчетной, температурой наружного воздуха для холодного периода года -5 °С и выше.

5) Присоединение теплопроводов к отопительным приборам

Теплоотдача отопительных приборов в значительной степени
определяется принятой схемой присоединения приборов к трубам,
системой отопления и схемой подачи теплоносителя в прибор. 

Присоединение труб к отопительным приборам может бытьодносторонним и разносторонним. Одностороннее присоединение, чаще используемое на практике, обеспечивает по сравнению с разносторонним меньший расход труб и большие, возможности для унификации приборных узлов.

Приборные узлы с односторонним присоединением труб применяют как в вертикальных однотрубных и двухтрубных, так и в горизонтальных системах водяного отопления. В вертикальных системах применяют про­точные, регулируемые и проточно-регулируемые узлы с осевыми или смещенными обходными участками. В горизонтальных однотрубных ветвях используют про­точные узлы, узлы регулируемые и проточно-ре­гулируемые с осевыми обходными участками. При разностороннем присоединении возрастает коэффициент теплопередачи нагревательного прибора.

Указанную схему присоединения применяют в горизонтальных и П-образных стояках для приборов верхних этажей в однотрубных и в двухтрубных системах с нижней разводкой, а также в случае присоединения нескольких приборов последовательно, при числе секций радиаторов более 20 в системах с искусственной циркуляцией и при числе секций более 15 в системах с естественной циркуляцией.

Присоединение приборов на сцепке, позволяющее уменьшить коли­чество стояков, допускается применять в пределах одного помещения. На сцепке при одностороннем присоединении допускается соединять не более двух отопительных приборов. При большем количестве приборов рекомендуется применять разностороннее присо­единение. Присоединение приборов на сцепке применяют в вертикальных однотрубных и двухтрубных, а также в горизонтальных однотрубных системах отопления. Схема присоединения конвекторов ребристых и гладких труб к трубам системы отопления зависит от типа и количества приборов в водном узле.

Подача теплоносителя в отопительные приборы может осуществ­ляться сверху вниз, снизу вверх и снизу вниз. Схему сверху вниз применяют в двухтрубных и однотрубных системах отопления с верхней разводкой. Схемы снизу вверх и снизу вниз применяют только в одно­трубных системах водяного отопления с нижней разводкой. Коэффициент теплопередачи приборов водяного отопления при схеме сверху вниз выше, чем при двух других вариантах.

6) Размещение запорно-регулирующей арматуры

В системах отопления устанавливают при диаметре труб < 40 мм - муфтовую арматуру (резьбовое соединение), при диаметре > 50 мм - фланцевую арматуру (фланцевое соединение).

На подводках к приборам однотрубных стояков, регулируемых с осевыми и смещенными замыкающими участками, устанавливают проходные краны пониженного гидравлического сопротивления с поворотной и плоской заслонкой типа КРП и шиберного типа КРПШ. Краны рассчитаны на условное давление 1 МПа и температуру теплоносителя до 150 °С и имеют коэффициент местного сопротивления от 2,5 до 3,0. На стояках проточно - регулируемых с осевыми или смещенными обходными участками применяют трехходовые краны типа KPT, a также типа КРТП (D_y =15 и 20 мм) с поворотной заслонкой при тех же условиях, что и краны КРДШ и КРПШ. Для регулирования и полного отключения отдельных стояков на расстоянии не более 120 мм от подающей и обратной магистрали устанавливают проходные (пробочные) краны (при тем­пературе теплоносителя до 105 °С и гидравлическом давлении 0,6 МПа) или запорные вентили — желательно с наклонным шпинделем - при температуре теплоносителя свыше 105 °С и гидравлическом давлении более 0,6 МПа.

В зданиях до 4 этажей запорно-регулирующую арматуру на стояки не устанавливают. Для отключения отдельных частей системы отопления на трубах магистралей используют муфтовые проходные краны и вентили (при диаметре <40 мм) и задвижки (при диаметре >50 мм). В пониженных местах магистралей устанавливают спускные краны.

Арматура в тепловом пункте здания предназначена для регу­лирования и отключения систем отопления и оборудования. За­движки рекомендуют устанавливать на главных подающих и обрат­ных магистралях, до и после водоструйных элеваторов, цирку­ляционных и смесительных насосов, исполнительных механизмов автоматического регулирования, на обводных линиях.

7) Устройства для удаления воздуха из систем отопления

Удаление воздуха из систем водяного отопления предусмат­ривается в верхних точках через проточные воздухосборники или краны, установленные в отопительных приборах верхних этажей. Непроточные воздухосборники предусматривают при скорости дви­жения воды в трубе менее 0,1 м/с. Скопление воздуха нарушает циркуляцию теплоносителя, вызывает шум и коррозию стальных труб.

В системах отопления с верхней разводкой удаление воздуха осуществляется через горизонтальные или вертикальные проточные воздухосборники, установленные на концах ветви. При этом рекомендуется предусматривать уклон трубопроводов против направления движения воды не менее 0,002. Диаметр D_H, мм, проточного воздухосборника должен быть не менее двух, а длина l, мм, не менее 2,5 диаметров магистральной трубы, с тем, чтобы скорость движения воды в нем не превышала 0,1 м/с. 

8) Уклоны труб систем водяного отопления

Уклоны горизонтальных магистралей не менее 0,002 служат для обеспечения движения воздуха к местам его удаления и самотечного слива воды из труб.

9) Составление схемы системы отопления

Схему системы отопления выполняют в масштабе 1:100 в косоугольной проекции под углом 45°С с указанием фак­тических длин горизонтальных и вертикальных труб. На схеме системы отопления показывают все элементы и узлы системы, трубы, запорно-регулирующую арматуру на магистралях, изгибы труб, компенсаторы, стоки с отопительными приборами, воздухо­сборники. В практике проектирования аксономет­рическую схему вычерчивают отдельно пофасадно с разработкой стояков в соответствии с наименованием системы.