Система поквартирного отопления

Т. И. Садовская, канд. техн. наук, главный специалист ГПКНИИ «СантехНИИпроект»

Проблема рационального потребления и распределения тепловой энергии системами отопления по-прежнему актуальна, т. к. при климатических условиях России системы отопления жилых зданий являются наиболее энергоемкими из инженерных систем.

В последние годы созданы предпосылки для строительства жилых домов с пониженным энергопотреблением за счет оптимизации градостроительных и объемно-планировочных решений, формы зданий, за счет повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций и за счет использования более энергоэффективных инженерных систем.

Возводимые с 2000 года жилые здания с теплозащитой, соответствующей втором этапу энергосбережения, по энергоэффективности соответствуют нормативным требованиям таких стран, как Германия и Великобритания. Стены и окна жилых зданий стали «теплее» – потери тепла ограждающими конструкциями сократились в 2–3 раза, современные светопрозрачные ограждения (окна, двери лоджий и балконов) имеют настолько небольшую воздухопроницаемость, что при закрытых окнах практически отсутствует инфильтрация.

В то же время в жилых зданиях массового строительства до настоящего времени проектируются и эксплуатируются выполненные по типовым проектам системы отопления. В системах традиционно используются высокотемпературные теплоносители с параметрами 105–70, 95–70°C. При обеспечении тепловой защиты зданий по второму этапу энергосбережения и при указанных параметрах теплоносителя снижаются габариты и поверхность нагрева отопительных приборов, расход теплоносителя через каждый прибор и, как следствие, не обеспечивается защита от обратной радиации в зоне окон, дверей балконов, лоджий, ухудшаются условия работы и регулирования автоматических терморегуляторов отопительных приборов.

Для создания зданий с более эффективным использованием тепловой энергии, обеспечивающих комфортные условия для проживания человека, необходимы современные, энергоэкономичные системы отопления. Регулируемые поквартирные системы отопления вполне отвечают этим требованиям. Однако широкое применение поквартирных систем отопления сдерживается отчасти из-за отсутствия достаточной нормативной базы и рекомендаций по проектированию.

В настоящее время в отделе технического нормирования Госстроя России рассматривается Свод правил «Системы поквартирного отопления жилых зданий». Свод правил подготовлен группой специалистов ФГУП «СантехНИИпроект», ОАО «Моспроект», Госстроя России и включает требования к системам, отопительным приборам, арматуре и трубопроводам, требования по безопасности, долговечности и ремонтопригодности поквартирных систем отопления.

Свод правил дополняет и развивает требования по проектированию поквартирных систем отопления согласно СНиП 2.04.05-(2) и может использоваться для проектирования поквартирных систем отопления в жилых зданиях различного типа одно- и многоквартирных, блочных и секционных при строительстве новых и реконструируемых зданий, обеспечиваемых тепловой энергией от тепловых сетей (ТЭЦ, РТС, котельная), от автономных или индивидуальных источников тепла.

Поквартирная система отопления – система с разводкой трубопроводов в пределах одной квартиры, обеспечивающая поддержание заданной температуры воздуха в помещениях этой квартиры.

Анализ ряда проектов показывает, что поквартирные системы отопления имеют ряд преимуществ по сравнению с центральными системами:

- обеспечивают большую гидравлическую устойчивость системы отопления жилого здания;

- повышают уровень комфорта в квартирах за счет обеспечения температуры воздуха в каждом помещении по желанию потребителя;

- обеспечивают возможность учета тепла в каждой квартире и сокращение расхода тепла за отопительный период на 10–15% при автоматическом или ручном регулировании тепловых потоков;

- удовлетворяют требования заказчика по дизайну (возможность выбора типа отопительного прибора, труб, схемы прокладки труб в квартире);

- обеспечивают возможность замены трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов в отдельных квартирах при перепланировке или при аварийных ситуациях без нарушения режима эксплуатации систем отопления в других квартирах, возможность проведения наладочных работ и гидростатических испытаний в отдельной квартире.

Уровень теплозащиты жилых зданий с поквартирными системами отопления должен быть не ниже требуемых значений приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений здания согласно СНиП II-3-79*.

Расчетную температуру воздуха для холодного периода года в отапливаемых помещениях жилого дома следует принимать в пределах оптимальных норм по ГОСТ 30494, но не ниже 20°C для помещений с постоянным пребыванием людей. В многоквартирных домах допускается понижение температуры воздуха в отапливаемых помещениях, когда они не используются (на время отсутствия владельца квартиры), ниже нормируемой не более чем на 3–5°C, но не ниже 15°C. При таком перепаде температур потери теплоты через внутренние ограждающие конструкции допускается не учитывать.

В многоквартирном доме с центральной системой отопления системы поквартирного отопления следует проектировать для всех квартир. Не допускается устройство поквартирных систем для одной или нескольких квартир в доме. Системы поквартирного отопления в жилом здании присоединяются к тепловым сетям по независимой схеме через теплообменники, в квартальном ЦТП или в индивидуальном тепловом пункте (ИТП). Допускается присоединение систем поквартирного отопления к тепловым сетям по зависимой схеме при обеспечении автоматического регулирования параметров теплоносителя в ИТП.

В одноквартирных и блочных домах с индивидуальными источниками теплоснабжения могут применяться как системы поквартирного отопления с отопительными приборами, так и системы напольного отопления для обогрева отдельных помещений или участков пола возможно применять при условии обеспечения автоматического поддержания заданной температуры теплоносителя и температуры на поверхности пола.

Для систем поквартирного отопления в качестве теплоносителя применяется, как правило, вода; другие теплоносители допускается применять при технико-экономическом обосновании в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91*.

Параметры теплоносителя для систем поквартирного отопления в зависимости от источника тепла, типа используемых труб и способа их прокладки приведены в таблице.

В системах поквартирного отопления жилого здания параметры теплоносителя должны быть одинаковые для всех квартир. При техническом обосновании или по заданию заказчика допускается принимать температуру теплоносителя системы поквартирного отопления одной из квартир ниже принятой для системы отопления здания. При этом должно быть обеспечено автоматическое поддержание заданной температуры теплоносителя.

	Рисунок 1. (увеличить) Система отопления двухтрубная горизонтальная
	Рисунок 2. (увеличить) Система отопления двухтрубная лучевая
	Рисунок 3. (увеличить) Система отопления однотрубная горизонтальная

Системы отопления

В зданиях высотой два и более этажей для подачи теплоносителя в квартиры следует проектировать двухтрубные системы с нижней или верхней разводкой магистральных трубопроводов, магистральными вертикальными стояками, обслуживающими часть здания или одну секцию.

Подающий и обратный магистральные вертикальные стояки для каждой части здания секции прокладываются в специальных шахтах общих коридоров, лестничных холлов.

В шахтах на каждом этаже следует предусматриваются встроенные монтажные шкафы, в которых должны размещаться распределительные поэтажные коллекторы с отводящими трубопроводами для каждой квартиры, запорная арматура, фильтры, балансировочные клапаны, счетчики учета тепла.

Системы поквартирного отопления могут выполняться по следующим схемам:

- двухтрубные горизонтальные (тупиковые или попутные) с параллельным подсоединением отопительных приборов (рис. 1). Трубы прокладываются у наружных стен, в конструкции пола или в специальных плинтусах-коробах;

- двухтрубные лучевые с индивидуальным подсоединением трубопроводами (петлями) каждого отопительного прибора к распределительному коллектору квартиры (рис. 2). Допускается подсоединение «на сцепке» двух отопительных приборов в пределах одного помещения. Трубопроводы прокладываются в форме петель в конструкции пола или вдоль стен под плинтусами. Система удобна для монтажа, т. к. используются трубопроводы одного диаметра, отсутствуют соединения труб в полу;

- однотрубные горизонтальные с замыкающими участками и последовательным подсоединением отопительных приборов (рис. 3). Значительно сокращается расход труб, но поверхность нагрева отопительных приборов увеличивается приблизительно на 20% и более. Схема рекомендуется к применению при более высоких параметрах теплоносителя и меньшем перепаде температур (например 90–70°C). За счет увеличения количества затекающей в прибор воды уменьшается поверхность нагрева прибора. Расчетная температура воды, выходящей из последнего прибора, не должна быть ниже 40°C;

- напольные с укладкой нагревательных змеевиков из труб в конструкции пола. Напольные системы обладают большей инерционностью, чем системы с нагревательными приборами, менее доступны для ремонта и демонтажа. Возможные варианты схемы укладки труб в системах напольного отопления приведены на рис. 4, 5. Схема по рис. 4 обеспечивает легкий монтаж труб и равномерное распределение температуры по поверхности пола. Схема по рис. 5 обеспечивает примерно равную среднюю температуру на поверхности пола.

	Рисунок 4. (увеличить) Змеевик с одиночной укладкой труб
	Рисунок 5. (увеличить) Змеевик с параллельной укладкой труб

Полотенцесушители ванных помещений присоединяются к системе горячего водоснабжения – при теплоснабжении здания от тепловых сетей или от автономного источника, или к системе отопления – при индивидуальном источнике тепла.

Следует ли в домах с поквартирным отоплением предусматривать отопление лестничных клеток, лифтовых холлов?

В жилых зданиях с числом этажей более трех при центральном или общем автономном источниках теплоснабжения необходимо проектировать отопление лестничных клеток, лестничных и лифтовых холлов. В зданиях с числом этажей более трех, но не более 10, а также в зданиях любой этажности с индивидуальными источниками тепла допускается не проектировать отопление незадымляемых лестничных клеток первого типа. При этом сопротивление теплопередаче внутренних стен, ограждающих неотапливаемую лестничную клетку от жилых помещений, принимается равным сопротивлению теплопередаче наружных стен.

Гидравлические расчеты систем поквартирного отопления выполняются по существующим методикам с учетом рекомендаций по применению и подбору отопительных приборов, разработанных на основании результатов НИИсантехники при проведении испытаний и сертификации отопительных приборов различных производителей.

Присоединение отопительного прибора к трубопроводам может выполняться по следующим схемам:

- боковое одностороннее подсоединение;

- подсоединение радиатора снизу;

- боковое двухстороннее (разностороннее) подсоединение к нижним пробкам радиатора. Разностороннее подсоединение трубопроводов следует предусматривать для радиаторов длиной не более 2 000 мм, а также для радиаторов, соединенных «на сцепке». В двухтрубной системе отопления допускается в пределах одного помещения соединение двух отопительных приборов «на сцепке».

Отопительные приборы, арматура, трубопроводы

В системах поквартирного отопления, как и в традиционных системах отопления, следует использовать нагревательные приборы, клапаны, арматуру, трубы и другие материалы, разрешенные к применению в строительстве, имеющие сертификаты соответствия Российской Федерации.

В многоквартирных жилых домах срок службы отопительных приборов и трубопроводов систем отопления должен быть не менее 25 лет; в одноквартирных домах срок службы принимается по заданию заказчика.

В качестве отопительных приборов целесообразно применять стальные радиаторы или другие приборы с гладкой поверхностью, обеспечивающей очистку поверхности от пыли. Допускается применять конвекторы с воздушными регулирующими клапанами.

Для регулирования теплового потока в помещениях у отопительных приборов следует устанавливать регулирующую арматуру. В помещениях с постоянным пребыванием людей, как правило, устанавливаются автоматические терморегуляторы (с встроенными или выносными термостатическими элементами), обеспечивающие поддержание заданной температуры в каждом помещении и экономию подачи тепла за счет использования внутренних теплоизбытков (бытовые тепловыделения, солнечная радиация).

Для гидравлической увязки отдельных веток поквартирной двухтрубной системы отопления у всех отопительных приборов в квартире устанавливаются клапаны с предварительной настройкой.

Для гидравлической устойчивости системы отопления здания предусматривается установка балансировочных клапанов на магистральных вертикальных стояках для каждой части здания, секции, а также у каждого поэтажного распределительного коллектора.

В зданиях с системами поквартирного отопления следует предусматривать:

- установку в ИТП закрытого расширительного бака и фильтра для системы здания при теплоснабжении от тепловых сетей и автономного источника тепла;

- установку закрытого расширительного бака и фильтра для каждой квартиры при теплоснабжении от индивидуального источника тепла.

При открытых расширительных баках вода в системе насыщается воздухом, существенно активизирующим процесс коррозии элементов системы из металла, образуются воздушные пробки в системе.

Трубопроводы поквартирной системы отопления могут выполняться из стальных, медных, термостойких полимерных или металлополимерных труб. В системах отопления с трубопроводами из полимерных или металлополимерных труб параметры теплоносителя (температура и давление) не должны превышать предельно допустимые значения, указанные в технической документации на их изготовление. При выборе параметров теплоносителя следует учитывать, что прочность полимерных и металлополимерных труб зависит от рабочей температуры и давления теплоносителя. При уменьшении температуры и давления теплоносителя ниже максимально допустимых значений увеличивается коэффициент безопасности и соответственно срок эксплуатации труб. Трубопроводы систем поквартирного отопления, как правило, прокладываются скрыто: в штробах, в конструкции пола. Допускается открытая прокладка металлических трубопроводов. При скрытой прокладке трубопроводов в местах расположения разборных соединений и арматуры следует предусматривать люки или съемные щиты для проведения осмотра и ремонта.

При расчете отопительных приборов в каждом помещении следует учитывать не менее 90% поступающей теплоты от трубопроводов, проходящих по помещению. Потери теплоты за счет остывания теплоносителя в неизолированных открыто проложенных горизонтальных трубопроводах принимаются по справочным данным. Тепловой поток открыто проложенных труб учитывается в пределах:

- 90% при горизонтальной прокладке труб у пола;

- 70–80% при прокладке горизонтальных труб под потолком;

- 85–90% при вертикальной прокладке труб.

Тепловая изоляция предусматривается для трубопроводов, прокладываемых в штробах наружных стен, в шахтах и в неотапливаемых помещениях, на участках пола с близким размещением четырех и более труб в полу, обеспечивая допустимую температуру на поверхности.

Учет расхода тепловой энергии

Поквартирные системы отопления, с одной стороны, обеспечивают наиболее комфортные условия для проживания, удовлетворяющие потребителя, а с другой стороны, позволяют регулировать теплоотдачу отопительных приборов в квартире с учетом режима проживания семьи в квартире, необходимости снижения затрат на оплату за отопление и т. д.

В здании с поквартирными системами отопления предусматривается учет расхода теплоты зданием в целом, а также раздельно каждой квартирой и помещениями общественного и технического назначения, расположенными в этом здании.

Для учета расхода теплоты каждой квартиры могут предусматриваться: счетчики расхода теплоты для каждой поквартирной системы; распределители тепла испарительного или электронного типа на каждом отопительном приборе; счетчик расхода теплоты на вводе в здание. При любом виде приборов учета теплоты в оплату жильца должны включаться общие расходы тепла на здание (отопление лестничных клеток, лифтовых холлов, служебных и технических помещений).

Выводы

В зданиях с повышенной тепловой защитой ограждающих конструкций поквартирные системы отопления (с автоматическими терморегуляторами у топительных приборов и счетчиками расходов теплоты как на вводе в здание, так и для каждой квартиры) создают дополнительные возможности и стимулы для более эффективного использования тепловой энергии. Благодаря автоматическому регулированию теплоотдачи отопительных приборов при изменении тепловой нагрузки в помещениях и возможности жильцов регулировать теплоотдачу отопительных приборов с учетом режима проживания семьи (снижение температуры воздуха в помещениях на время отсутствия жильцов, уменьшение теплопотерь) может быть достигнута экономия тепловой энергии от 20 до 30%. При этом снизится оплата потребителей за тепло, т. к. установленные нормативы потребления тепловой энергии существенно превышают фактическое потребление.