Применение однослойной трубы PEX для многоэтажного строительства.
Использование для систем отопления (5 класс эксплуатации).
Ниже (в соответствии с ГОСТ) таблица с техническими характеристиками труб PEX:
Согласно которой, применение труб PEX в системах отопления возможно при соблюдении указанных параметров теплоносителя (температура, давление).
Единственный момент, на который следует обратить внимание при проектировании однослойных (т.е. без антидиффузионного слоя) труб в системах отопления, это то, что СНИП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» в п.6.4.1 рекомендует: «…Полимерные трубы, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами или с приборами и оборудованием, имеющим ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/м сут…»
Но также в соответствии с этим пунктом, в случае отсутствия ограничений по содержанию растворённого кислорода в теплоносителе, применение труб PEX рекомендовано в массовом высотном строительстве.
В целом, вопрос необходимости кислородного барьера достаточно спорный, т.к. он требуется только для защиты «ржавеющих» элементов, которых в современных системах практически не осталось. И обеспечивает минимизацию растворенного кислорода в теплоносителе только при условии качественной водоподготовки, чего, к сожалению, в городском строительстве не осуществляется.
Также ниже хорошая статья наших КОЛЛЕГ о трубах PEX и их применении в высотном строительстве.
Особенности применения труб из термостойких полимерных материалов
Нормативные документы декларируют применение в жилых зданиях поквартирных систем отопления труб из термостойких полимерных материалов. Это могут быть трубы, выполненные из #сшитогополиэтилена, #полипропилена, #стеклопластика, #металлополимерные, #медные и др.
К системам отопления с трубами из термостойких полимерных материалов предъявляются следующие требования:
- Системы поквартирного отопления в зданиях следует проектировать двухтрубными, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учета расхода теплоты для каждой квартиры.
- Трубопроводы систем отопления следует проектировать из стальных, медных, латунных труб, термостойких труб из полимерных материалов (в том числе металлополимерных и из стеклопластика), разрешенных к применению в строительстве. В комплекте с пластмассовыми трубами следует применять соединительные детали и изделия, соответствующие применяемому типу труб.
- Параметры теплоносителя (температура, давление) в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должны превышать предельно допустимые значения, указанные в нормативной документации на их изготовление, но не более 90 °С и 1,0 МПа.
- Трубы из полимерных материалов, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами или с приборами и оборудованием, в том числе в наружных системах теплоснабжения, имеющих ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь антидиффузный слой. (* Последнее утверждение, на наш взгляд, довольно спорно, т. к. трудно представить диффузию кислорода внутрь трубы, в которой среда находится под давлением, значительно большим, нежели атмосферное (6–8 атмосфер).
В поквартирных системах отопления рассматриваемых объектов использованы трубы из сшитого полиэтилена (PEX). Исходя из опыта проектирования, можно рекомендовать широкое использование таких труб в массовом высотном строительстве.
Технология производства труб из сшитого полиэтилена начала распространяться около тридцати лет назад. К настоящему времени только в Европе уже установлено свыше 5 млрд м труб из РЕХ (все способы сшивки), на них приходится свыше 50 % общего объема рынка полимерных труб для сантехники и горячего водоснабжения (ГВС).
Основные преимущества применения труб из сшитого полиэтилена следующие:
- Однородность стенки и прочностные характеристики материала, позволяющие монтировать системы водоснабжения и отопления, включая центральное, в домах повышенной этажности с расчетным сроком службы не менее 50 лет, что допускает применение скрытой разводки и, в свою очередь, соответствует современным эстетическим требованиям.
- Способность к воссозданию формы, «молекулярная память», позволяющие восстановить трубопровод после «надлома» (чрезмерного изгиба), а также эксплуатировать систему после размораживания.
- Надежность соединения трубы и фитинга.
- Разнообразие типов и большая номенклатура фитингов в сочетании с гибкостью и большой длиной намотки бухт, позволяющие минимизировать количество соединений и отходов труб.
- Ремонтопригодность системы: скрытая прокладка трубопровода в гофре (канале), в соответствии с требованиями СНиП, позволит, при необходимости, произвести замену поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции стены или пола.
- Гладкая внутренняя поверхность, не позволяющая твердым частицам «приставать» к стенкам, – трубы «не зарастают», сохраняя внутреннее сечение; коэффициент гидравлического сопротивления уменьшается по сравнению со стальными трубами на 25–30 %.
- Можно отметить также, что срок и сложность монтажа и количество занятых при этом людей гораздо ниже, чем при использовании стальных труб, системы очень просты в работе, и для их монтажа не требуются специалисты такой высокой квалификации, как сварщики.
Существует три наиболее распространенных способа изготовления модифицированного полиэтилена: пероксидный (PEX-a), силановый (PEX-b), радиационный (PEX-c).
Различие в способах сшивки приводит к различиям и в термомеханических свойствах. В общем случае более высокая плотность сетчатой структуры, повышая прочность, одновременно увеличивает жесткость материала, делая трубы менее эластичными. Наиболее прочную конструкцию обеспечивает силановый способ изготовления, и в настоящее время можно отметить тенденцию уверенного увеличения на рынке доли труб, изготовленных по технологии PEX-b. Кроме этого, данные трубы отличаются более низкой ценой, поскольку производятся в нашей стране отечественными производителями.
Скорость теплоносителя в трубах систем поквартирного отопления из сшитого полиэтилена принимается, как правило, на уровне значений, соответствующих экономичным гидравлическим сопротивлениям (R = 150–250 Па/м). При этом ориентировочно для подбора диаметров труб в системе поквартирного отопления с горизонтальной разводкой можно принимать значения скорости движения теплоносителя и, соответственно, тепловой нагрузки при разнице температур в подающем и обратном трубопроводе в 20°С.
Выше указывалось, что по требованиям СНиП давление теплоносителя в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должно превышать 1,0 МПа. Теоретически такое предельное давление позволяет увеличить высоту зоны. Однако трубы из сшитого полиэтилена не рассчитаны на такое давление (например, трубы из PEX-a при температуре 90°С рассчитаны на максимальное давление 8,6 атмосфер). По этим соображениям и поквартирные системы отопления зонируются по вертикали, высота зоны при этом, как правило, ограничивается 50–60 метрами. На большинстве объектов, описываемых в данной статье, использованы трубы из PEX-a производства Rehau, однако сейчас рассматриваются возможности применения труб из сшитого полиэтилена, изготовленных и по другим технологиям, в частности, уже построены объекты, на которых применяются трубы из PEX-b, производства корпорации «Бирпекс». Причиной выбора PEX-a для первых объектов стала их гарантированная надежность и долговечность: первые здания с такими трубами были построены еще в 1972 году, и таким образом можно говорить о том, что минимум тридцатилетний срок службы подтвержден опытом реальной эксплуатации. Ограничение применения PEX-труб заключается в ограниченных сочетаниях рабочего давления и температуры.
Хочется обратить внимание проектировщиков на правильный подбор труб с точки зрения допустимых рабочих давлений и температур. Как было отмечено выше, по требованиям СНиП давление и температура теплоносителя в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должны превышать соответственно 1,0 МПа и 90°С. Допустимое давление в трубе зависит, в том числе, от рабочей температуры и от диаметра трубы: например, производителем могут быть предложены трубы 20х2 и 20х2,8 мм, и при одной и той же температуре (90°С) первая труба рассчитана на давление 6 атмосфер, а вторая – на 10 атмосфер.
Очень часто бывает, что уже после разработки проекта системы отопления инвестор принимает решение об увеличении высоты здания на несколько этажей, в результате чего предельное гидростатическое давление может превысить допустимое. Например, трубы из PEX-a при 90°С рассчитаны на 8,4 ат, что означает максимальную высоту системы 80 м (теоретически высоту системы можно было бы делать больше, поскольку арматура рассчитана на 10 ат, а отопительные приборы на 16–25 ат). Поэтому для надежности, во избежание превышения предельного гидростатического давления, лучше предусмотреть «лишнюю» зону в здании.
Не следует завышать и рабочую температуру. Если здание рассчитано на 95°С, трубы из PEX применять в системе отопления нельзя, поскольку они рассчитаны максимум на 90°С (эта же температура указана и в СНиП). Некоторые проектировщики тем не менее мотивируют возможность применения в этом случае PEX-трубы тем, что график теплоснабжения практически никогда не выдерживается, и данная температура (95°С) никогда достигнута не будет. На наш взгляд, это мнение является ошибочным, и завышения рабочей температуры ни в коем случае нельзя допускать. При применении систем с трубами из сшитого полиэтилена можно рекомендовать придерживаться температурного графика 90–70°С, 90–65°С, поскольку дальнейшее понижение температуры приведет к значительному росту поверхности нагревательных приборов, что не приветствуется инвесторами из-за роста стоимости систем.
Из-за различий в температуре теплоносителя, подаваемого в здание от городских тепловых сетей, значительный зарубежный опыт эксплуатации систем с трубами из сшитого полиэтилена может быть использован в нашей стране очень ограниченно. В таких странах, как Голландия, Дания, Германия, теплоноситель подается в здания с температурой 70–75 °С. На рассматриваемых объектах состояние труб из сшитого полиэтилена внимательно контролируется, тем не менее уже накопленный опыт позволяет говорить о том, что и при монтаже, и при эксплуатации систем из PEX-труб в зданиях, подключенных к сетям через ЦТП, проблем возникает значительно меньше, чем у систем с трубами из других материалов.
Еще одно преимущество труб из PEX – возможность ее замоноличивания в бетон. СНиП допускает замоноличивать в бетон неразрывные соединения. Система натяжных фитингов PEX-труб относится как раз к неразрывным соединениям, в отличие от других систем: например, металлопластиковые трубы соединяются посредством накидных гаек, поэтому замоноличивание таких труб является нарушением СНиП.
Одно из значительных преимуществ труб из сшитого полиэтилена по сравнению со стальными – отсутствие резьбовых соединений, что значительно повышает надежность системы. Из-за отсутствия резьбовых соединений значительно уменьшается число очагов механического напряжения, которые появляются в резьбовых соединениях при нагревании и остывании системы. В системах с трубами из сшитого полиэтилена очаги механического напряжения равномерно распределяются по всей длине труб. Здесь играет роль и тот фактор, что данные трубы поставляются в виде бухт, и таким образом длина магистрали безо всяких соединений может достигать значительной величины.
Срок службы PEX-труб зависит от температуры теплоносителя – чем ниже эта температура, тем больше срок службы трубы. Как уже отмечалось выше, первые такие трубы начали использоваться более 30 лет назад и успешно эксплуатируются в настоящее время. Производители указывают срок службы труб в зависимости от температуры – от 25 до 50 лет. Это минимальные цифры, по нашему мнению, реальный срок службы может быть гораздо выше. Внутренняя поверхность труб из сшитого полиэтилена всегда чистая, в отличие от стальных, там не накапливается ржавчина, окалина и т. д. Старение материала таких труб происходит только в результате воздействия ультрафиолетового излучения. Поскольку на рассматриваемых объектах все трубы защищены от солнечного света – проложены в гофре, в стяжке пола, в пространстве подшивного потолка, в штрабах – старения и разрушения этих труб не происходит.