1. Типы сетей

Системы внутреннего водоснабжения предназначены для подачи воды из наружной водопроводной сети и распределения ее между потребителями внутри здания в соответствии с требуемыми расходами и напорами. Системы внутреннего водоснабжения можно классифицировать по назначению на хозяйственно-питьевые, противопожарные, производственные и поливочные.

Система хозяйственно-питьевого водоснабжения снабжает водой для питья, приготовления пищи и проведения санитарно-гигиенических процедур (умывания, мойки, стирки и т. д.). Вода в данной системе должна быть питьевого качества и удовлетворять требованиям соответствующего СанПиН. В зависимости от температуры транспортируемой воды различают системы холодного или горячего водоснабжения.

Система противопожарного водоснабжения служит для тушения пожаров внутри здания, в том числе для пожаротушения в паркингах. Система производственного водоснабжения подает воду для технологических целей на промышленных предприятиях. Система поливочного водопровода подает воду для поливки зеленых насаждений вокруг здания, мойки тротуаров, полов и оборудования внутри здания.

Достаточно часто для уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат устраивают объединенные системы водоснабжения зданий и сооружений, например, хозяйственно-питьевая и противопожарная; хозяйственно-питьевая, противопожарная и поливочная и т. д. Выбор системы водоснабжения в здании зависит от ее назначения, качества подаваемой воды, требований по напорам и т. д. К примеру, в жилых зданиях высотой до 12 этажей устраивают объединенный хозяйственно-питьевой и поливочный водопровод, от 12 до 16 этажей — объединенный хозяйственно-питьевой, противопожарный и поливочный водопровод.

Основными элементами водопроводной сети являются:

• подводки к водоразборной арматуре;
• стояки, распределяющие воду по этажам зданий;
• магистрали, подающие воду к стоякам;
• вводы в здание;
• водомерные узлы. Их может быть несколько для учета расходов воды различными потребителями.

В многоэтажных и высотных зданиях используются зонные системы водоснабжения с установкой отдельных повысительных насосов для разных зон. В отдельных случаях в систему водоснабжения могут быть включены водонапорные баки.

В зависимости от расположения магистралей водопроводной сети различают схемы сетей с нижней или с верхней разводкой. При нижней разводке магистраль прокладывается под полом первого этажа, в подвале или в техническом подполье; при верхней — по чердаку или под потолком верхнего этажа. Водопроводные сети зданий в основном проектируют тупиковыми. В зданиях, где недопустим перерыв в подаче воды, устраивают кольцевые сети. В системе горячего водопровода проектируют циркуляционный трубопровод. Сети выполняют из стальных или полимерных труб, которые должны соответствовать требованиям по температуре, давлению, коррозионным свойствам воды или склонностью воды к отложениям и т. д.

Трубопроводы водопроводной сети здания прокладывают параллельно стенам здания, по возможности прямолинейно, чтобы обеспечить минимальную длину труб. В большинстве случаев трубы прокладывают открыто по стенам, фермам, колоннам и под перекрытием. Скрытая прокладка труб в бороздах (нишах) допускается для помещений с повышенными требованиями к отделке. Подводки к приборам прокладывают, как правило, открыто по стенам душевых, кухонь и других помещений на высоте 0,15–0,3 м над полом. В настоящее время также используется прокладка в полу. Стояки располагают вблизи водоразборных приборов так, чтобы их количество и длина подводок к водоразборным приборам были минимальными.

По второму варианту стояки прокладывают вне квартир в стене лифтовых холлов. Это позволяет отключать подачу воды в квартиры без доступа в них, а кроме того, снимать показания счетчиков воды, уменьшить вероятность затопления квартир при авариях на сетях водопровода и т. д. Система канализации предназначена для удаления из зданий и сооружений загрязнений, образующихся в процессе хозяйственно-бытовой жизнедеятельности жителей, хозяйственной и производственной деятельности предприятий, а также атмосферных и талых вод.

По назначению внутренние системы канализации подразделяют на бытовую, производственную и внутренние водостоки. Бытовая канализация отводит загрязненную воду после мытья посуды, стирки белья, санитарно-гигиенических процедур, а также фекальные стоки. Система канализации здания включает санитарные приборы (приемники сточных вод), гидравлические затворы (сифоны) и канализационную сеть. Внутренняя канализационная сеть состоит из отводных трубопроводов, стояков, выпусков, вытяжки (вентиляционной части стояков) и устройств для прочистки.

Отводные трубы, присоединенные к гидрозатворам санитарных приборов, служат для транспортирования сточных вод от них в стояки. Стояки транспортируют стоки из отводных труб в горизонтальные трубопроводы в подвальной части здания и далее в канализационные выпуски из здания. Диаметры стояков должны быть не меньше наибольшего диаметра отводной трубы или выпуска прибора, присоединяемых к стояку. Минимальный диаметр стояка 50 мм. Выпуски служат для отвода стоков от стояков в дворовую канализационную сеть. Диаметр выпуска принимают не меньше максимального диаметра стояка, присоединенного к выпуску.

Сети монтируют из канализационных чугунных труб и (или) полимерных труб, соединяемых с помощью раструбов. Безраструбные чугунные трубы соединяются с помощью хомутов с эластичными муфтами. Для полимерных труб возможно использование клеевых и сварных соединений.

Отводные трубы прокладывают прямолинейно с уклоном в сторону стояка и присоединяют к стояку с помощью фасонных частей (тройников или крестовин).

Стояки устанавливают в местах сосредоточения приемников сточных вод. Их располагают так, чтобы длина отводящих труб была минимальной. Стояки прокладывают вертикально с минимальным количеством изгибов и отступов. В жилых зданиях стояки обычно размещают сзади или сбоку унитаза в санитарном узле. Стояк в нижней части плавно переходит в выпуск. Для этого используют два отвода с углом поворота 135° или косой тройник и отвод.

Канализационную сеть в основном проектируют в виде закрытых самотечных трубопроводов. Материал для труб выбирают с учетом требований по прочности, коррозионной стойкости и экономичности.

2. Трубы, применяемые на сетях внутреннего водопровода и канализации

2.1. Полипропиленовые трубы (ППР)

Часть технических характеристик, присущих всем полимерным трубам были рассмотрены ранее в главе 2.2, потому остановимся только на особенностях труб из полипропилена для сетей внутреннего водопровода.

Из полипропиленовых труб можно монтировать систему водоснабжения как для холодной, так и для горячей воды в жилых, общественных и производственных зданиях. Полипропиленовые водопроводные трубы подойдут и для подачи воды, нагретой до высоких температур, например, от двухконтурных котлов или бойлеров.

Физико-химические и термические свойства полипропиленовых и полиэтиленовых полимерных труб очень схожи. Устройство полипропиленового водопровода упрощается за счет доступности разнообразных фитингов, вентилей, переходников и других элементов, применяемых на сетях внутреннего водопровода (рис. 1). Полипропиленовые трубы соединяются сваркой, при качественном выполнении работы образуется монолитное соединение, предотвращающее протекание воды.

Производители полипропиленовых труб для холодного и горячего водоснабжения прогнозируют срок службы труб около полувека. Вполне вероятно, что развитие науки и промышленности приведет к разработке еще более эффективных технологий, и срок службы полипропиленовых труб может увеличиться.

Рис. 1. Полипропиленовые трубы и фитинги

Отметим положительные особенности труб из полипропилена:

• не поддаются коррозионным изменениям, отложению известкового налета от воды;
• нетоксичны, не выделяют химические вещества и запахи во время всего срока службы;
• диаметр труб не изменяется ни при каких условиях;
• отсутствует влияние на качество воды, проходящей по трубам, т. к. трубы изготавливают из экологического сырья;
• способны выдержать высокое давление;
• гладкая поверхность, способствующая минимальным потерям напора воды;
• низкий уровень теплопроводности, что позволяет выдерживать резкие перепады температурных режимов;
• не образуют конденсатные выделения на поверхности;
• обладают повышенной шумоизоляцией;
• полипропиленовая продукция непрозрачная, поэтому противостоит образованию водорослей и бактерий, чувствительных к солнечному свету;
• при низких температурах структура труб не нарушается, они способны растягиваться, если в них замерзнет вода. При нагреве трубы восстанавливают свой размер;
• легкий и простой монтаж элементов из полипропилена;
• вес изделий из полипропилена в 9 раз меньше, чем вес аналогичных изделий из металлов;
• не нуждаются в дополнительной тепловой и гидроизоляции, поэтому считаются экономичным вариантом для водопровода.

Марки полипропиленовых труб и их применение:

• PN10 — полипропиленовая труба для холодного водоснабжения. Изделия данной категории применяют при создании водопроводов, температура воды в которых не превышает +20 °C. Наружный диаметр от 20 до 110 мм с толщиной стенок 1,9…10,0 мм;
• PN16 — трубы используются в водопроводах холодной воды, но при повышенном давлении. Наружный диаметр от 16 до 110 мм с толщиной стенок 2,3…15,1 мм;
• PN20 — универсальные трубы. Применяются как для горячего (температура воды не должна быть выше +80 °C), так и холодного водоснабжения. Наружный диаметр от 16 до 110 мм с толщиной стенок 16,0…18,4 мм;
• PN25 — эта маркировка обозначает трубы, армированные алюминием. Полипропиленовые трубы для горячей воды этого типа способны выдержать давление до 2,5 МПа. Наружный диаметр от 21,2 до 77,9 мм с толщиной стенок 4,0…13,3 мм.

По строению полипропиленовые трубы бывают двух видов:

• однослойные. Стенки полностью сделаны из полипропилена.
• трехслойные:
• армированные стекловолокном или алюминиевой фольгой: между двумя слоями полипропилена запаяны нити стекловолокна или проложена алюминиевая фольга (рис. 2);
• использование дополнительного слоя полиэтилена, который прокладывается не снаружи, а внутри трубы.

Использование трехслойных труб увеличивает срок службы труб и их прочность. При армировании алюминием возможен вариант, когда труба состоит только из 2 слоев. Алюминиевая фольга оказывается снаружи и не только добавляет материалу жесткости, но и становится защитой от УФ-лучей.

Вариант усиления труб стекловолокном не вызывает усложнения монтажа, так как такие трубы легко паяются. Использование полипропиленовых труб, армированных стекловолокном, для систем горячего водоснабжения рекомендовано на участках, где предполагается выполнять частую резку и соединение сегментов водопровода.

Рис. 2. Полипропиленовые трубы с армированием стекловолокном

Зачем нужно армировать полипропиленовые трубы? Этот материал имеет большой коэффициент линейного теплового расширения. Один метр однослойной трубы при нагреве на +100 °C становится длиннее на 150 мм. И даже при меньшем нагреве увеличение длины является значительным, поэтому для нейтрализации этого удлинения ставят компенсационные петли, но такой вариант не всегда оправдан.

Что дает армирование стекловолокном и алюминиевой фольгой? Разница в диапазоне рабочих температур. Трубы, армированные стекловолокном, могут выдержать нагрев до +90 °C. Этого достаточно для трубопроводов горячего водоснабжения, но не всегда достаточно для систем отопления. Полипропиленовые трубы, армированные алюминиевой фольгой, имеют больший температурный диапазон — они выдерживают нагрев воды до 95 °C, что достаточно для большинства систем отопления.

Высокая эластичность труб, армированных стекловолокном, ограничивает сферу их применения и срок службы. Повышенная пластичность вынуждает ограничить производителей в диаметре труб. Сегодня максимальное значение диаметра полипропиленовых труб, армированных стекловолокном, составляет 63 мм.

Преимущество труб, армированных алюминием, состоит не только в том, что их максимальный диаметр в 2 раза больше, но и в их более высокой жесткости. Последний фактор увеличивает срок службы всей системы водоснабжения.

Таким образом, если предполагается высокотемпературная эксплуатация системы (от +70 °C и выше), необходимо применять полипропиленовые трубы, армированные фольгой. Для низкотемпературныхсистемможноиспользоватьтрубы,армированныестекловолокном.

Для трубопроводов холодного водоснабжения подходят любые полипропиленовые трубы, но самое экономичное и рациональное решение — обычные однослойные. При этом тепловое расширение для небольшой протяженности системы можно делать с помощью Г-образного компенсатора.

Решая, какие полипропиленовые трубы лучше, следует обращать внимание на сложность монтажа. Все виды труб соединяются при помощи сварки, а для поворотов и разветвлений используют фитинги. Сам процесс сварки идентичен для всех типов, разница в том, что при наличии алюминиевой фольги требуется предварительная обработка — необходимо удалить фольгу на глубину пайки.

Армирование полипропиленовых труб алюминием бывает двух видов — наружное и внутреннее. При наружном — слой фольги находится близко к наружному краю (1–2 мм), при внутреннем — армирующий слой находится примерно посередине: получается, что он с двух сторон залит почти одинаковым слоем полипропилена. В этом случае подготовка к сварке состоит еще и в том, чтобы снять наружный слой пропилена на всю глубину сварки (и фольгу тоже). Только при этих условиях можно достигнуть требуемой прочности шва. Вся эта подготовка занимает достаточно много времени, но самое неприятное то, что допустив ошибку в этом процессе, получаем очень ненадежное соединение. Самый опасный вариант, когда вода просачивается к фольге. В этом случае полипропилен рано или поздно разрушится, соединение потечет.

Для классификации и выбора полипропиленовых труб используют их характеризующие показатели (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика и назначение полипропиленовых труб

Приведем наиболее часто используемые марки полипропиленовых труб:

• Baenninger — трубы зеленого цвета, применяются для питьевой воды;
• Aquatherm — трубы для различных систем (водоснабжение, отопление, кондиционирование, пожаротушение). Цвета труб: зеленый, красный, голубой, желтый, сиреневый, черный — в зависимости от назначения;
• Wefatherm — армированные алюминиевой фольгой трубы, не требующие зачистки перед монтажом;
• Rehau — широкий ассортимент труб различного применения. выпускаемый одноименной фирмой;
• FV-Plast — трубы с рабочей температурой воды до +90 °C, выпускает чешская фирма FV-Plast;
• Wavin Ekoplastik — при армировании труб используется перфорированная алюминиевая фольга.

Следует также отметить российских производителей труб под марками PRO AQUA и РВК, Политек, выпускающих как обычные, так и армированные трубы. Немецкая фирма Heisskraft производит трубы на заводах в России.

Маркировка полимерных труб наносится на их наружной поверхности. Например, для полипропиленовых труб, армированных алюминием, имеет следующую маркировку: Контур PPR-GF PN2025×4,2 класс 5/1,0 МПа ТУ, которая включает в себя следующие данные:

• логотип или товарный знак производителя — Контур;
• обозначение вида трубы — PPR-GF;
• величина номинального рабочего давления — PN20;
• размеры трубы с указанием наружного диаметра и толщины стенки — 25×4,2;
• класс условий эксплуатации — класс 5;
• максимально допустимое рабочее давление — 1,0 Мпа;
• указание на соответствие технической документации — ГОСТ или технические условия — ТУ.

2.2. Металлопластиковые трубы

Само название трубы говорит о том, что она является симбиозом пластика и металла. Стенка трубы состоит из металлического (алюминий) сердечника и двух полимерных оболочек. Каждый слой выполняет свою функцию: за счет металла обеспечивается устойчивость трубы к гидростатическим нагрузкам, а пластик защищает его от коррозии и благодаря хорошей гладкости поверхности снижает до минимума гидравлическое сопротивление трубы. Слои фиксируются между собой прочным клеевым составом.

Отличия разных металлопластиковых труб вызваны применением разного пластика: обычный полиэтилен PE, сшитый полиэтилен PE-X, термически модифицированный PE-RT (применяется для систем ГВС). Алюминиевый сердечник может быть сплошным или сетчатым. Наличие металлического сердечника придает этим изделиям повышенную механическую прочность. Соединение труб производят с помощью различных фитингов: цанговых, компрессионных или пресс-фитингов (рис. 3). Цанговые и компрессионные фитинги можно использовать повторно, а пресс-фитинги — нет, это неразъемное соединение. Для соединения с помощью пресс-фитингов используют ручные, гидравлические и электрические пресс-клещи.

Рис. 3. Металлопластиковые трубы

Следует отметить, что несоблюдение технологии монтажа на горячем водопроводе и отоплении достаточно часто приводит к протечкам. К протечкам приводит и то, что каждый из слоев имеет собственный коэффициент теплового линейного расширения. Из-за колебаний температуры происходит ослабление трубы и, соответственно, соединения, появляются протечки. Необходимо также беречь трубы от механических повреждений. Система, собранная с помощью пресс-фитингов, может использоваться при скрытой прокладке и даже закладываться в бетонный пол.

2.3. Медные трубы

Медные трубы и фитинги, несмотря на их высокую стоимость, используют для монтажа сетей отопления и водоснабжения, выбирая такие свойства медных труб, как пластичность, гладкость, высокую коррозионную стойкость и привлекательный внешний вид. Учитывая их свойства, их считают лучшим вариантом для оснащения холодильного оборудования и кондиционеров.

Медные трубопроводы имеют минимальное тепловое линейное расширение, не деформируются в течение длительного периода и не реагируют на ультрафиолетовое излучение. Технические характеристики меди не зависят от воздействия низких температур.

На практике применяют следующие варианты медных трубопроводов:

• неизолированные, собранные с помощью фитингов из меди, бронзы или латуни, а также паяные или соединенные сварным муфтовым методом;
• с изоляцией для защиты от механических повреждений, коррозии, для уменьшения теплопотерь. Для изоляции используют ПВХ, полиэтиленовую изоляцию, вспененный полиуретан. Используют фитинги без изоляции.

В обозначении медных труб указывается следующая информация:

• способ изготовления (тянутая, холоднокатаная — Д, прессованная — Г);
• сечение (в основном, круглое — КР);
• точность изготовления (нормальная — Н, повышенная — П);
• состояние (от мягкого — М до твердого промышленной прочности — Ч);
• длина (немерная — НД, кратная мерной — КД, в бухтах — БТ);
• особые условия (к особым условиям относятся обозначения изделий увеличенной длины или высокой точности по кривизне и длине);
• ГОСТ (указывается). Приведем примеры маркировки:

ГКРПТ 32×3×5000 М3 ГОСТ 617–2006. Расшифровывается следующим образом: прессованная круглого сечения повышенной точности изготовления твердая, с внешним сечением 32 мм, толщиной стенки 3 мм, мерной длиной 5 м, из меди марки МЗ, соответствующая ГОСТ 617–2006.

ДКРНТ 28×3×3000 М2 О Р ГОСТ 617–2006. Расшифровка: труба тянутая, круглая, нормальной точности по толщине стенки и диаметру, твердая, наружным диаметром 28 мм и толщиной стенки 3 мм, длиной 3000 мм, из меди марки М2, особые условия — повышенная точность по кривизне, с регламентированными требованиями по испытанию на растяжение.

Кроме маркировки ГОСТа используется система обозначений по международному стандарту: обязательно указывается страна, производитель, номер завода, типоразмер.

По степени жесткости различают три типа труб: мягкие, полутвердые, с высокой степенью жесткости. Мягкие медные трубы небольшого диаметра реализуют бухтами по 25 м и 50 м, а изделия крупного диаметра — отрезками мерной длины, чаще всего по 3–5 м.

Соединение труб производят с помощью компрессионных или пресс-фитингов, а также с помощью капиллярной пайки (с мягким или твердым припоем) (рис. 4).

Рис. 4. Фитинги для медных труб

2.4. Безраструбные трубы для сетей внутренней канализации

Относительно недавно на рынке появилась замена стандартным раструбным чугунным трубам. Этой заменой стали безраструбные чугунные трубы, составляющие основу SML канализации. Безраструбные канализационные системы завоевали популярность простотой монтажа, устойчивостью к агрессивным средам, коррозии, износу, динамическим нагрузкам и воздействию огня. Трубы, фитинги и резиновые прокладки, применяемые в муфтах такой системы, соответствуют строгим европейским нормам или даже превосходят некоторые из них.

Яркими представителями безраструбных труб являются трубы и фитинги PAM-GLOBAL S, которые обладают следующими преимуществами:

• долговечность;
• надежность;
• полная герметичность системы;
• негорючесть и пожаробезопасность;
• возможность демонтажа элементов системы.

Покрытие труб и фитингов красно-коричневым акриловым лаком обеспечивает стойкость к механическим и химическим воздействиям, выдерживает воздействие горячей воды с температурой +95 °C в течение 24 часов и также воздействие стоков с рН 2–12 в течение 30 дней, с сохранением свойств.

Трубы PAM-GLOBAL® SML изготовлены из чугуна с пластинчатым графитом, по методу центробежного литья Де Лаво, который обеспечивает материалу улучшенные механические качества, в частности повышенную прочность на разрыв и на сжатие.

Изнутри чугунная SML труба Pam Global покрыта эпоксидным полимерным составом (толщина 130 мкм), что обеспечивает минимальное образование отложений на внутренних стенках трубы и, как следствие, минимальное сужение диаметра трубопровода, сохраняет высокую пропускную способность всей системы. Все канализационные SML трубы и фитинги марки Pam-Global одинаково хорошо противостоят коррозии внутренних стенок, а также механическим повреждениям благодаря эпоксидному внутреннему покрытию.

Они обладают хорошей звукоизоляцией, не горючи и не выделяют токсичных материалов. К достоинствам продукции следует отнести и то, что чугунные SML трубы для канализации отличаются низким коэффициентом теплового линейного расширения, который составляет всего 0,0105 мм/м · °C.

Для соединения SML систем PAM-GLOBAL применяются хомуты стандартного исполнения (Rapid SW 2 или PAM CV). При соединении элементов напорной системы, давление в которой может превысить 5 метров водного столба, применяют усиливающие хомуты, которые монтируются сверху соединительных хомутов (рис. 5).

Рис. 5. Безраструбные трубы PAM-GLOBAL S