Новые технологии в системах водоснабжения и отопления

За последнее время современные технологии в области трубной промышленности совершили большой рывок. Тенденция развития российского рынка инженерных систем свидетельствует об активном вытеснении пластиковыми трубопроводами стальных и в том числе чугунных трубопроводов, обилие которых в настоящее время в стандартной городской застройке является наследием прошлого века. Ни для кого уже не секрет, что на российском рынке трубопроводов для водоснабжения диаметром внутреннего сечения до 40 мм пальма первенства принадлежит трубам из полимерных материалов.

К ним относятся трубы из полипропилена (PP-R), полиэтилена (низкой, средней, высокой плотности), сшитого полиэтилена (PEX), высокотемпературного полиэтилена (PERT), поливинилхлорида (PVC), в том числе хлорированного (C-PVC), полибутилена (PB), акрилонитрилбутадионстирена (ABS), а также ряда экзотических видов полиолефинов. Безусловно, надо иметь в виду, что практически каждый из упомянутых видов пластиков может иметь трубные разновидности, армированные металлом или стекловолокном.

Большой выбор материалов и технологий изготовления труб создают проблему выбора. Что хорошо для индивидуального строительства, часто неприменимо в многоэтажном. Чтобы разобраться в новых технологиях требуется время, а цена неудачного выбора – потеря немалых денег. Ведь трубопроводная система, которую в российских специфических условиях будут использовать массово, должна обладать наилучшим соотношением «цена – качество».

При строительстве, проектировании и эксплуатации трубопроводов необходимо руководствоваться нормами и правилами СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Трубы, применяемые для горячего водоснабжения, рассчитываются на максимальную рабочую температуру 75°C, а для систем отопления применяют трубы с рабочей температурой 90°C. Рабочее давление до 0,6 МПа. Гарантийный срок эксплуатации – не менее 25лет.

По данным исследований полимерных трубопроводов, проведенным специалистами РХТУ им. Менделеева, полипропилен (PP-R) стал первым материалом, не удовлетворяющим требованиям серийного многоэтажного строительства по следующим причинам:

• Максимально допустимая температура для срока службы в 30 лет не может превышать 70˚С. При таких параметрах, требуется увеличение площади нагревательных приборов на 40% и увеличения объема теплоносителя в системе, что приведет к увеличению диаметров трубопроводов.
• Высокий коэффициент удлинения при нагреве приводит к необходимости устанавливать компенсационные петли, что исключает возможность скрытой прокладки трубопровода, т.е. разводка возможна только в нишах и за фальш-стенами.
• Сварка соединений требует наличия специальных навыков при работе с инструментом и не исключает нарушения технологии монтажа (перегрев, сужение диаметра).
• Разные коэффициенты линейного теплового расширения пластика и вваренной стальной втулки концевых фитингов (для подсоединения других частей системы через трубную резьбу) неизбежно приводят к нарушению целостности и, как следствие, к образованию течи.
• Трубы не изгибаются, что увеличивает количество немерных отходов, требует установки лишних соединений и создает неудобства при транспортировке и хранении.
• Трубопроводы из поливинилхлорида (ПВХ) имеют низкий коэффициент линейного удлинения, что позволяет обойтись без компенсационных петель, но при температуре 95˚С срок службы труб из ПВХ составляет 1 год.

Металлопластиковые трубы (PEX-Al-PEX) не применяются в многоэтажном строительстве так как:

• Неоднородность стенки композитных труб типа PEX-Al-PEX (металлопластик), в силу различных коэффициентов линейного теплового расширения, в процессе эксплуатации трубопровода ведет к расслоению составляющих её слоев и, соответственно, для таких труб невозможно рассчитать срок службы.
• Внутренний слой этих труб выполнен из ПЕКСа, но имеет толщину не более 0,8 мм, в отличие от положенных для расчетных нагрузок 2,2 мм, а это ведет к снижению допустимых в системе давлений в 3,5 – 4 раза, т.е. до 2 – 2,5 атм.
• Слой алюминиевой фольги толщиной до 0,4 мм не в состоянии противостоять давлению системы, и это при условии, что произведена идеальная сварка шва, а труба во время монтажа не подвергалась неоднократному изгибанию в одном и том же месте – здесь фольга просто вытянется, нарушится целостность.
• На сегодня не существует клея, который в состоянии сохранить эластичность и противостоять значительным нагрузкам, т.к. коэффициент линейного теплового удлинения полиэтилена в 7-10 раз превышает соответствующий коэффициент алюминия.
• Срез трубы необходимо обработать разверткой, т.к. он деформируется. При изгибании трубы обязательно использование специального оборудования, в противном случае, произойдет сужение условного прохода – он «захлопнется».
• Фитинг должен быть снабжен кольцевидными резиновыми прокладками (иначе не удастся обжать трубу на штуцере), а также диэлектрической прокладкой, предохраняющей контакт алюминиевой фольги и латунного тела фитинга – гальваническая пара.
• Низкая ремонтопригодность – не допускается повторная установка фитинга в одном и том же месте, невозможно произвести замену проложенного в гофре (канале) и впоследствии поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции сооружения.

Единственным материалом, способным выдерживать требуемые нагрузки в течение длительного срока службы и обладающим свойствами, отвечающим требованиям, предъявляемым к системам отопления многоэтажных домов, назван молекулярно-сшитый полиэтилен (ПЕКС), у которого:

• Однородность стенки и прочностные характеристики материала позволяют монтировать системы водоснабжения и отопления, включая центральное, в домах повышенной этажности, с расчетным сроком службы не менее 50 лет. При этом допускается применять скрытую разводку, что соответствует современным эстетическим требованиям.
• Способность к восстановлению формы за счет «молекулярной памяти» позволяет восстановить трубопровод после «надлома» (чрезмерного изгиба») и эксплуатировать систему после размораживания.
• Механический обжим фитинга на трубе и «молекулярная память» материала, которая постоянно стремится вернуть стенку трубы к первоначальному положению, делают соединение исключительно надежным на весь срок эксплуатации системы. Допускается вторичная установка фитинга в одном и том же месте.
• Отсутствие уплотнений, диэлектриков или вваренных закладных деталей из разнородных материалов делает соединения исключительно надежными и уменьшает стоимость изделий и систем в целом.
• Разнообразие типов и большая номенклатура фитингов в сочетании с гибкостью и большой длиной намотки бухт позволяют минимизировать количество соединений и отходов трубы.
• Скрытая прокладка эластичного трубопровода в гофре (канале), в соответствии с требованиями СНиП, позволяет производить замену поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции стены или пола.
• Гладкая внутренняя поверхность уменьшает коэффициент гидравлических сопротивлений на 25 – 30% и не позволяет твердым частицам «приставать» к стенкам – трубы «не зарастают».

Существует три способа образования трехмерных молекулярных связей, которые удовлетворяют целям промышленного производства: пероксидный (PEX-a),  силановый (PEX-b) и радиационный (PEX-c). Прочностные характеристики материалов, в целом, соответствуют нормам ДИН, однако при их детальном изучении выясняется, что трубы, изготовленные из полиэтилена высокой плотности силановым методом, обладают повышенной устойчивостью к температуре и давлению при длительном сроке эксплуатации.

С целью производства и широкого внедрения современных систем полимерных трубопроводов для отопления и водоснабжения в России и СНГ, десять лет назад была создана корпорация Корпорация БИР ПЕКС, которая впервые в России развернула производство труб из молекулярно-сшитого полиэтилена ПЕКС-б на оборудовании и из сырья английского производства. Сейчас на этом предприятии освоено совместное производство фитингов напрессовочного и компрессионного типов по чертежам и под торговой маркой ИГЛ – БИР ПЕКС, осуществляется разработка и производство дополнительных элементов, крепежа, монтажных узлов, коллекторных шкафов и т.д.

Десятилетний опыт эксплуатации в самых высотных зданиях России (в настоящее время до 48 этажей), в элитном и муниципальном домостроении на практике доказали высокие эксплуатационные качества продукции и технологий монтажа трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения от корпорации БИР ПЕКС. В 2007 году системы БИР ПЕКС получили поддержку ЖКХ Республики Татарстан и были рекомендованы Государственным заказчикам министерств и ведомств РТ, Управляющим компаниям и проектным организациям к применению.

В 2010 году трубопроводы из силанольно-сшитого полиэтилена и фитинги марки БИР ПЕКС, включены в Реестр новой техники, применяемой в строительстве (реконструкции) объектов городского заказа г.Москвы и в Московский территориальный строительный каталог (МТСК – 8.18).

Сегодня корпорация БИР ПЕКС объединяет в себе компании, работающие в различных сферах производственной деятельности. Корпорация выполняет функции подрядчика по инженерным работам, инженерному обеспечению зданий и сооружений, кроме того имеет собственное проектное бюро способное выполнить задачу проектирования инженерного обеспечения любого комплекса застройки.

ООО «Компания БИР ПЕКС» предлагает комплексное решение вопросов по проектированию, монтажу и сдаче в эксплуатацию внутренних инженерных систем с выполнением горизонтальных систем отопления, горячего и холодного водоснабжения трубопроводами марки БИР ПЕКС из силанольно-сшитого полиэтилена, обеспечивающих срок службы более 50 лет при рабочем давлении 10 атм. и температурном режиме 70-90˚С.

В России в системах отопления многоквартирных домов до сих пор в подавляющем большинстве случаев используется однотрубная (реже – двухтрубная) система с верхним или нижним контуром разводки. По такой схеме отопительные приборы подключены последовательно, а теплоноситель в каждую квартиру подается по нескольким стоякам, из-за этого жители каждой из квартир высотных домов не могут независимо друг от друга изменять объем и скорость потока теплоносителя в системе отопления, а значит самостоятельно точно регулироватьтеплоотдачу отопительных приборов. В данном случае мы даже не говорим об отсутствии возможности вести независимый учет тепла отдельно в каждой из квартир.

Технические характеристики трубопроводов марки БИР ПЕКС из силанольно-сшитого полиэтилена позволяют проектировать и монтировать принципиально новую схему разводки – горизонтальную.

При применении горизонтальных систем в местах общего пользования прокладываются стальные стояки и на каждом этаже – поквартирные распределительные коллекторы, питающие квартиры, что при сопоставимой стоимости материалов обеспечивает следующие преимущества:

• Реализуется принцип поквартирного учета тепла и расхода воды, тем самым решаются вопросы энерго- и ресурсосбережения.
• Обслуживание и снятие показаний приборов учета осуществляется без доступа в жилые или служебные помещения.
• В сравнении с вертикальными системами разводки значительно сокращается количество стояков, приборов учета, КФРД и т.п.

Настроечный вентиль на обратной ветке системы отопления каждой квартиры обеспечивает необходимое количество тепла и защищает систему отопления от разбалансирования в результате несанкционированного вмешательства жильца при проведении работ по замене приборов отопления, трубопроводов, устройства водяных теплых полов и т.д.

Устройство единых стояков систем отопления, горячего и холодного водоснабжения из из стали обеспечивают их быструю замену без доступа в квартиры и нарушения внутренней отделки.

Горизонтально расположенные трубы из сшитого полиэтилена прокладываются в защитной гофре и могут быть скрыты в конструкции пола (в стяжке) или стены (в штробах), что повышает эстетику и снижает риск их повреждения. При невозможности скрытой прокладки в полу, возможно размещение в специальном плинтусе у пола или коробе под потолком.

Таким образом, система трубопроводов БИР ПЕКС повышает конкурентоспособность готового жилья, отличается высоким уровнем комфорта для конечного потребителя, отвечает последним требованиям и нормативам по энергосбережению, имеет срок службы в 3-4 раза больший, чем стальные системы трубопроводов и более низкие затраты на обслуживание.

Одним из факторов, сдерживающих широкое применение полимерных трубопроводов марки PEX-b (силановая сшивка) служило то, что по самому высокому пятому классу прочности ГОСТ Р 52134-2003, максимальная рабочая температура не может превышать 80˚С для непрерывной эксплуатации в течении 10 лет с давлением до 1,0 МПа. Это связано с тем, что Таблица классов прочности была взята из норм ИСО 15875-2003, которые написаны под стандарты теплоносителя Европы, где рабочая температура теплоносителя не превышает 70˚С. Получалось,что продукция, закладываемая в проект и соответствующая требованиям ГОСТ, не могла соответствовать параметрам теплоносителя, применяемого в России (90˚С или 95˚С).

Трубы БИР ПЕКС проходят сертификацию на соответствие указанному ГОСТу, а также техническим условиям ТУ 2248-03900284581-99 (НИИсантехники), требования которых значительно жестче и соответствуют критериям длительной (более 50 лет) эксплуатации при температуре 95˚С и рабочем давлении в системе 1 МПа. Соответствующие изменения были введены в ТУ после получения результатов исследования РХТУ им. Менделеева касательно повышенной долговечности при высоких температурах эксплуатации для труб из сшитого различными методами полиэтилена.