В конструкциях чердачных помещений многоквартирных домов советского периода присутствовали резервуары значительного объема, интегрированные в общедомовые инженерные системы. Данные емкости не являлись вспомогательными или второстепенными элементами, а выполняли комплекс критических функций, связанных с теплоснабжением, водоснабжением и противопожарной защитой здания.
Функционирование в системе теплоснабжения
Основное назначение чердачного резервуара определялось его участием в работе системы водяного отопления. В жилых домах, построенных в середине ХХ века, широко применялись системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Физический принцип, лежащий в основе их работы, заключается в изменении плотности воды при нагревании: нагретая вода становится легче и поднимается вверх, тогда как остывшая, более плотная, опускается вниз. Возникающий перепад плотностей создает движение воды по трубопроводам и отопительным приборам без применения циркуляционных насосов, что обеспечивает энергетическую независимость системы и упрощает ее обслуживание.
В данной схеме чердачный бак выполнял роль открытого расширительного сосуда. При нагреве теплоносителя от внешнего источника (центральной котельной или локального теплогенератора) объем воды увеличивается. Избыточный объем, который не может быть вмещен замкнутым контуром системы, вытесняется по вертикальному стояку в самую высокую точку здания — на чердак — и поступает в резервуар. Таким образом, бак предотвращает рост давления в системе до значений, способных вызвать разрушение труб или отопительных приборов, выступая в качестве естественного демпфирующего элемента.
Расширительный бак выполнял также функции воздухоотводчика и подпиточного устройства. В процессе работы системы растворенный в воде воздух выделяется в виде газовых пузырей, которые мигрируют в верхнюю точку системы и через открытый резервуар выводятся в атмосферу. Это препятствует образованию воздушных пробок, блокирующих циркуляцию теплоносителя в радиаторах и стояках. Кроме того, через бак компенсируются неизбежные утечки воды из системы: при снижении уровня теплоносителя производится его доливка до требуемой отметки.
Размещение бака именно на чердаке диктовалось гидравлическими требованиями. Для эффективной работы системы с естественной циркуляцией необходима максимальная разность между точкой нагрева воды (теплообменником или котлом) и верхней точкой контура. Чердачное перекрытие, являющееся наивысшей отметкой здания, обеспечивает создание достаточного гидростатического давления для устойчивого движения теплоносителя.
Резервное водоснабжение
Конструкция чердачного резервуара предусматривала его использование в качестве накопителя технической воды для хозяйственных нужд в аварийных ситуациях. В условиях нестабильной работы городских водопроводных сетей, что было характерно для первых десятилетий массовой жилой застройки, наличие такого запаса повышало автономность здания.
Подача воды из бака к водоразборным точкам осуществляется самотеком за счет перепада высот между уровнем воды в емкости и потребителями. Для этого не требуется дополнительного насосного оборудования — достаточно открытия вентиля на стояках. Данный резерв не предназначался для постоянного водоснабжения квартир, но обеспечивал жителей водой на период устранения аварий или проведения плановых ремонтных работ на магистральных сетях.
Противопожарная защита
Наиболее значимая функция чердачного бака с точки зрения безопасности эксплуатации здания — создание неприкосновенного запаса воды для внутреннего пожаротушения. Строительные нормы того периода предусматривали устройство внутреннего противопожарного водопровода в многоквартирных домах. Чердачный резервуар, обладающий значительной вместимостью и расположенный на высоте, являлся элементом этой системы.
Вода в баке находится под гидростатическим давлением, величина которого определяется высотой расположения емкости относительно пожарных кранов, смонтированных на лестничных клетках и в коридорах квартир. Это давление обеспечивает подачу воды к месту возгорания непосредственно после открытия пожарного крана, без задержек, связанных с пуском насосов или прибытием пожарных расчетов. Запас воды в баке предназначен для локализации и тушения небольших очагов пожара на начальной стадии, что снижает риск распространения огня по конструкциям здания.
Причины отказа от чердачных баков в современном строительстве
В новых жилых зданиях открытые расширительные баки на чердаках не применяются. Отказ от данной схемы обусловлен развитием инженерных технологий. Современные системы отопления строятся на принципе принудительной циркуляции с использованием циркуляционных насосов, что позволяет размещать мембранные расширительные баки непосредственно в тепловых пунктах, расположенных в подвальных помещениях. Такие системы занимают меньше пространства и характеризуются более стабильными гидравлическими режимами.
Открытые расширительные баки имели эксплуатационные недостатки. Контакт воды с атмосферным воздухом приводил к ее аэрации и насыщению кислородом, что ускоряло коррозионные процессы в стальных трубопроводах и радиаторах. Обслуживание баков требовало регулярного мониторинга уровня воды и периодической очистки внутренних поверхностей. В закрытых герметичных системах эти проблемы отсутствуют. Потребность в больших накопительных емкостях для противопожарных нужд снизилась за счет развития городских водопроводных сетей и внедрения автоматизированных насосных станций, поддерживающих требуемое давление в системе пожаротушения в постоянном режиме.