Особенности систем отопления многоэтажного дома: обзор схем трубопроводов, параметров теплоносителя, автономного и централизованного теплоснабжения. Система отопления многоэтажных зданий Особенности отопительной системы многоквартирных домов

В настоящее время отопление подавляющего большинства существующих жилых многоэтажных зданий в нашей стране осуществляется в основном вертикальными однотрубными системами водяного отопления. Достоинства и недостатки таких систем отмечены в и других источниках. Среди основных недостатков следует отметить следующие:

□ невозможно проводить учет расхода теплоты на отопление каждой квартиры;

□ невозможно осуществлять оплату расхода теплоты за фактически потребленную тепловую энергию (ТЭ);

□ очень сложно поддержать требуемую температуру воздуха в каждой квартире.

Поэтому можно сделать вывод о том, что необходимо отказаться от использования вертикальных систем для отопления жилых многоэтажных зданий и применять поквартирные системы отопления (СО), как это рекомендует . При этом в каждой квартире необходимо устанавливать счетчик ТЭ.

Поквартирные СО в многоэтажных зданиях - это такие системы, которые могут обслуживаться жителями квартиры без изменения гидравлического и теплового режимов соседних квартир и обеспечивать поквартирный учет расхода теплоты. При этом повышается тепловой комфорт в жилых помещениях и экономия теплоты на отопление. На первый взгляд это две противоречивые задачи. Однако никакого противоречия здесь нет, т.к. устраняется перегрев помещений за счет отсутствия гидравлической и тепловой разрегулировки СО. Кроме того, на 100% используется теплота солнечной радиации и бытовые теплопоступления в каждую квартиру. Актуальность решения этой проблемы осознают строители и службы эксплуатации. Существующие системы поквартирного отопления в нашей стране для отопления многоэтажных зданий применяются редко по разным причинам и, в том числе, из-за их невысокой гидравлической и тепловой устойчивости. Система поквартирного отопления, защищенная действующим патентом РФ № 2148755 F24D 3/02, по мнению авторов, отвечает всем требованиям . На рис. 1 представлена схема СО для жилых зданий, имеющих небольшое количество этажей.

СО содержит подающий 1 и обратный 2 теплопроводы сетевой воды, сообщенные с индивидуальным тепловым пунктом 3 и соединенным, в свою очередь, с подающим теплопроводом 4 СО. К подающему теплопроводу 4 присоединен вертикальный подающий стояк 5, соединенный с поэтажной горизонтальной веткой 6. К ветке 6 присоединены отопительные приборы 7. В тех же квартирах, где установлен вертикальный подающий стояк 5, установлен обратный стояк 8, который присоединен к обратному теплопроводу СО 9 и горизонтальной поэтажной ветке 6. Вертикальные стояки 5 и 8 ограничивают длину поэтажных веток 6 одной квартирой. На каждой поэтажной ветке 6 установлен квартирный тепловой пункт 10, который служит для обеспечения подачи требуемого расхода теплоносителя и учета расхода теплоты на отопление каждой квартиры и регулирования температуры воздуха внутри помещения в зависимости от температуры наружного воздуха, поступления теплоты от солнечной радиации, тепловыделений в каждой квартире, скорости и направления ветра. Для отключения каждой горизонтальной ветки предусмотрены вентили 11 и 12. Воздушные краны 13 служат для удаления воздуха из отопительных приборов и веток 6. У отопительных приборов 7 могут устанавливаться краны 14 для регулирования расхода воды, проходящей через отопительные приборы 7.

Рис. 1. Схема системы отопления зданий, имеющих небольшое количество этажей: 1 - подающий теплопровод сетевой воды; 2 - обратный теплопровод сетевой воды; 3 - индивидуальный тепловой

пункт; 4 - подающий теплопровод системы отопления; 5 - вертикальный подающий стояк; 6 - поэтажная горизонтальная ветка; 7 - отопительные приборы; 8 - обратный стояк; 9 - обратный теплопровод системы отопления;

10 - квартирный тепловой пункт; 11, 12 - вентили; 13 - воздушные краны; 14 - краны, для регулирования расхода воды.

В случае выполнения СО многоэтажного здания (рис. 2) подающий вертикальный стояк 5 выполнен в виде группы стояков - 5, 15 и 16, а вертикальный обратный стояк 8 выполнен в виде группы стояков 8, 17 и 18. В этой СО подающий стояк 5 и обратный стояк 8, сообщенные соответственно с теплопроводами 4 и 9, объединяют в блок «А» горизонтальные поэтажные ветки 6 нескольких (в данном конкретном случае трех веток) верхних этажей здания. Подающий стояк 15 и обратный стояк 17 также соединены с теплопроводами 4 и 9 и объединяют в блок «В» горизонтальные поэтажные ветки следующих трех этажей. Вертикальные подающий стояк 16 и обратный стояк 18 объединяют поэтажные ветки 6 трех нижних этажей в блок «С» (количество веток в блоках А, В и С может быть больше или меньше трех). На каждой горизонтальной поэтажной ветке 6, расположенной в одной квартире, установлен квартирный тепловой пункт 10. Он включает, в зависимости от параметров теплоносителя и местных условий, запорно-регулирующую и контрольно-измерительную арматуру, регулятор давления (расхода) и устройство для учета расхода теплоты (теплосчетчик). Для отключения горизонтальных веток предусмотрены вентили 11 и 12. Краны 14 служат для регулирования теплоотдачи отопительного прибора (в случае необходимости). Воздух удаляется через краны 13.

Количество горизонтальных веток в каждом блоке определяется расчетом и может быть больше или меньше трех. Следует отметить, что вертикальные подающие стояки 5, 15, 16 и обратные 8, 17, 18 проложены в одной квартире, т.е. так же, как и на рис. 1, а это обеспечивает высокую гидравлическую и тепловую устойчивость СО многоэтажного здания и, следовательно, эффективную работу СО.

Изменяя количество блоков, на которые по высоте делится СО, можно практически полностью исключить влияние естественного давления на гидравлическую и тепловую устойчивость системы водяного отопления многоэтажного здания.

Другими словами, можно сказать, что при количестве блоков, равном числу этажей в здании, получим систему водяного отопления, в которой естественное давление, возникающее от остывания воды в отопительных приборах, присоединенных к поэтажным веткам, не будет влиять на гидравлическую и тепловую устойчивость СО.

Рассмотренная СО обеспечивает высокие санитарно-гигиенические показатели в отапливаемых помещениях, экономию теплоты на отопление, эффективное регулирование температуры воздуха в помещении. Осуществить пуск СО в действии можно по желанию жителя (при наличии теплоносителя) в тепловом пункте 3 в любое время, не дожидаясь пуска СО в других квартирах или во всем доме. Учитывая, что тепловая мощность и длина горизонтальных веток приблизительно одинакова, то при изготовлении трубной заготовки достигается максимальная унификация узлов СО, а это снижает расходы на изготовление и монтаж СО. Разработанная система поквартирного отопления для многоэтажных жилых зданий универсальна, т.е. такую СО можно использовать при теплоснабжении:

□ от центрального источника теплоты (от тепловых сетей);

□ от автономного источника теплоты (в том числе крышной котельной).

Рис. 2. Схема системы отопления многоэтажных зданий. 1 - подающий теплопровод сетевой воды; 2 - обратный теплопровод сетевой воды; 3 - индивидуальный тепловой пункт; 4 - подающий теплопровод системы отопления; 5, 15, 16 - вертикальные подающие стояки; 6 - поэтажная горизонтальная ветка; 7 - отопительные приборы; 8, 17, 18 - обратные стояки; 9 - обратный теплопровод системы отопления; 10 - квартирный тепловой пункт; 11, 12 - вентили; 13 - воздушные краны; 14 - краны, для регулирования расхода воды.

Такая система обладает гидравлической и тепловой устойчивостью, может быть однотрубной и двухтрубной и в ней могут быть использованы отопительные приборы любого типа, удовлетворяющие требованиям . Схема подачи теплоносителя в отопительный прибор может быть различна , при установке крана у отопительного прибора можно регулировать тепловую мощность отопительного прибора. Такая СО может применяться не только для отопления жилых зданий, но и общественных и производственных зданий. В этом случае горизонтальная ветка прокладывается у пола (или в углублении пола) вдоль плинтуса. Такую СО возможно ремонтировать и реконструировать, если возникла необходимость в перепланировке здания. Для устройства описанной выше системы требуется меньший расход металла. Монтаж таких СО можно осуществлять из стальных, медных, латунных и полимерных труб, разрешенных к применению в строительстве . Теплоотдача теплопроводов должна учитываться при расчете отопительных приборов. Применение поквартирных СО обеспечивает снижение расхода теплоты на 10-20% .

Идея использовать поквартирные системы для отопления многоэтажных жилых зданий зародилась давно. Однако такие системы отопления не применялись даже во вновь строящихся жилых домах по многим причинам, и в том числе - из-за отсутствия нормативной базы и рекомендаций по проектированию. За последние 5 лет создана нормативная база и разработаны рекомендации по проектированию таких систем. В России пока отсутствует опыт эксплуатации поквартирных СО, подключенных к различным источникам теплоты.

При проектировании таких систем возникает много вопросов по поводу размещения горизонтальных веток и мест прокладки вертикальных подающих и обратных стоков. Расход трубопроводов для устройства горизонтальных веток будет минимальным, если квартира в плане будет иметь форму квадрата или приближаться к квадрату.

Следует отметить, что подающие и обратные вертикальные стояки могут прокладываться в специальных шахтах, расположенных в лестничных клетках или общих коридорах. В шахтах на каждом этаже должны располагаться монтажные шкафы, в которых размещают квартирные узлы ввода.

Для массового жилищного строительства по- квартирные СО целесообразно выполнять однотрубными горизонтальными с замыкающими участками и последовательным подсоединением отопительных приборов. В этом случае значительно уменьшается расход труб, но при этом поверхность нагрева отопительных приборов увеличивается (за счет сокращения теплового напора) в среднем на 10-30%.

Горизонтальные ветки следует прокладывать у наружных стен, над полом либо в конструкции пола или в специальных плинтусах - коробах в зависимости от высоты отопительного прибора, его вида и расстояния от пола до подоконной доски (расстояние от пола до подоконной доски при новом строительстве при необходимости может быть увеличено на 100-250 мм).

При длинных отопительных приборах, например конвекторах, можно будет применять проходные конвекторы и использовать разностороннее (диагональное) присоединение приборов к горизонтальной ветке, а это во многих случаях улучшает прогреваемость приборов и, следовательно, увеличивает их теплоотдачу. При открытой прокладке горизонтальных веток увеличивается их теплоотдача в помещение, а это в итоге приводит к уменьшению поверхности отопительных приборов и, следовательно, снижается расход металла на их изготовление.

Такая система удобна для монтажа и, как правило, для горизонтальных веток используются трубопроводы одного диаметра. Кроме того, при однотрубной СО можно использовать и более высокие параметры теплоносителя (до 105 О С). При использовании трехходовых кранов (или другом конструктивном решении) можно увеличить количество затекающей в прибор воды, а это уменьшает поверхность нагрева приборов. При таком конструктивном выполнении системы обеспечивается возможность ее ремонта, т.е. замена трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов в каждой квартире без вскрытия конструкции пола и т.д.

Неоспоримым достоинством таких систем отопления является то, что для их устройства можно использовать материалы и изделия только Российского производства.

Литература

1. СканавиА.Н., МаховЛ.М. Отопление. УчебникдляВУЗов - М.: Издательство АСВ, 2002. 576 с.

2. СНиП. 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

3. Ливчак И.Ф. Квартирное отопление. - М.: Стройиздат, 1982.

2017-03-15

В последнее время в проектах отопления общественных зданий начали предусматривать горизонтальные системы водяного отопления с разводкой поэтажных магистралей над плинтусом или в конструкции пола, с параллельной (двухтрубной) или последовательной (однотрубной) подачей воды к прибору. Причём в помещениях большой площади, имеющих на одном фасаде несколько окон, в качестве отопительных приборов устанавливают радиаторы, присоединяемые к магистрали по схеме «сверху-вниз» и «снизувверх». На рис. 1, 2 и 3 представлены возможные схемы горизонтальных систем отопления с применением запорно-регулирующей и термостатической арматуры «ГЕРЦ» .

Такие системы имеют ряд серьёзных недостатков. Во-первых, число радиаторов соответствует числу окон, что приводит к удорожанию системы отопления, так как каждый радиатор должен быть снабжён воздухоотводчиком (например, краном Маевского) для удаления воздуха и дорогостоящей запорно-регулирующей и термостатической арматурой.

Во-вторых, при скорости воды в коллекторе радиатора меньше 0,20-0,25 м/с неизбежно скопление воздуха в радиаторе, особенно в начале отопительного сезона, что вызывает необходимость систематического удаления воздуха из радиатора. Скорость воды больше указанной может быть при тепловой нагрузке радиатора не менее 9 кВт.

В-третьих, длина радиатора в ряде случаев меньше 50-75 % ширины оконного проёма, что не отвечает требованиям СП 60.13330.2013 . В-четвертых, монтаж системы с плинтусной прокладкой магистралей и тем более с прокладкой их в полу в теплоизоляции сложнее.

Кроме того, при последовательной, однотрубной подаче воды к радиатору число секций разборного радиатора или тип неразборного радиатора под окнами должны быть разными. Это, собственно, дополнительно усложняет подбор отопительного прибора.

К преимуществу горизонтальных систем водяного отопления с прокладкой магистралей в теплоизоляции в конструкции пола можно отнести лишь снижение попутных тепловых потерь в магистрали, позволяющее осуществлять подачу воды к приборам с приблизительно одинаковой температурой. Теплоотдача одного погонного метра изолированной трубы, например, ∅ 20 мм при разности средней температуры воды в отопительном приборе и температуры воздуха в помещении, равной 60 °C, составляет не более 20 Вт, то есть почти в четыре раза меньше теплоотдачи неизолированной, открыто проложенной трубы в горизонтальном положении .

С целью сокращения стоимости систем отопления в помещениях с числом окон двумя и более на одном фасаде предлагается в качестве отопительных приборов устанавливать конвекторы, присоединяемые по воде последовательно, как это показано на рис. 4.

Во-первых, в этом случае запорно-регулирующую и термостатическую арматору достаточно устанавливать только в единственном числе. Во-вторых, требуется меньше труб, необходимых для соединения конвекторов. К тому же длина конвекторов малой высоты больше длины радиаторов строительной высоты 500 мм одинаковой тепловой мощности.

При расчётной температуре воды в системе отопления 95-70 °C и скорости воды 0,4 м/с количество теплоты, проходящей через трубу ∅ 20 мм, составит около 15,4 кВт, при скорости 0,2 м/с — 7,7 кВт.

При этом потери давления на трение составят около 145 и 39 Па на один погонный метр, соответственно.

Журнал СОК №10/2019. Программа лояльности NAVIEN PRO
Журнал СОК №11/2019. Viessmann вывела на рынок энергоэффективный электрический котёл Vitotron
Журнал СОК №11/2019. Электрические кабельные тёплые полы: современные решения и рыночные тенденции
Настольная книга проектировщика. - Вена: «Герц Арматурен ГмбХ», 2008.
СП 60.13330.2013. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.
Внутренние санитарно-технические устройства: Справ. проект-ка. Ч. 1. Отопление / В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др. - М.: Стройиздат, 1990.
Крупнов Б.А., Крупнов Д.Б. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье: Науч.-поп. изд. Изд. 4-е, доп. и испр. - М.: Изд-во «АСВ», 2015.

Во время проектирования профессиональных систем отопления необходимо учитывать все факторы – как внешние, так и внутренние. В особенности это касается схем теплоснабжения для многоквартирных зданий. Чем особенна система отопления многоэтажного дома: давление, схемы, трубы. Сначала нужно разобраться со спецификой ее обустройства.

Особенности теплоснабжения многоэтажных домов

Автономное отопление многоэтажного дома должно выполнять одну функцию – своевременную доставку теплоносителя каждому потребителю с сохранением его технических качеств (температуры и давления). Для этого в здании должен быть предусмотрен единый распределительный узел с возможностью регулирования. В автономных системах он совмещен с устройствами нагрева воды – котлами.

Характерные особенности системы отопления многоэтажного дома заключаются в его организации. Она должна состоять из следующих обязательных компонентов:

Распределительный узел . С его помощью происходит подача горячей воды по магистралям;
Трубопроводы . Они предназначены для транспортировки теплоносителя в отдельные комнаты и помещения дома. В зависимости от способа организации бывает однотрубная или двухтрубная система отопления многоэтажного дома;
Контрольно-регулирующая аппаратура . Ее функция – изменение характеристик теплоносителя в зависимости от внешних и внутренних факторов, а также его качественный и количественный учет.

На практике схема отопления жилого многоэтажного дома состоит из нескольких документов, включающих в себя помимо чертежей расчетную часть. Она составляется специальными проектными бюро и должна соответствовать текущим нормативным требованиям.

Отопительная система является неотъемлемой частью многоэтажного дома. Ее качество проверяется при сдаче объекта или во время осуществления плановых проверок. Ответственность за это лежит на управляющей компании.

Разводка труб в многоэтажном доме

Для нормальной работы теплоснабжения здания необходимо знать его основные параметры. Какое давление в системе отопления многоэтажного дома, а также температурный режим будут оптимальными? Согласно нормативам эти характеристики должны иметь следующие значения:

Давление . Для зданий до 5-ти этажей – 2-4 атм. Если же количество этажей девять – 5-7 атм. Разница заключается в напоре горячей воды для ее транспортировки на верхние уровни дома;
Температура . Она может варьироваться от +18°С до +22°С. Это относится только к жилым помещениям. На лестничных площадках и нежилых комнатах допускается снижение до +15°С.

Определив оптимальные значения параметров можно приступать к выбору разводки отопления в многоэтажном доме.

Она во многом зависит от этажности здания, его площади и мощности всей системы. Также учитывается степень теплоизоляции дома.

Разница давления в трубах на 1-м и 9-м этажах может составлять до 10% от нормативного. Это нормальная ситуация для многоэтажного дома.

Однотрубная разводка отопления

Это один из экономных вариантов организации теплового снабжения в здании с относительно большой площадью. Впервые массово однотрубная система отопления многоэтажного дома стала применяться для «хрущевок». Принцип ее работы заключается в наличии нескольких распределительных стояков, к которым происходит подключение потребителей.

Подача теплоносителя происходит по одному контуру труб. Отсутствие обратной магистрали значительно упрощает монтаж системы, уменьшая при этом затратную часть. Однако при этом ленинградская система отопления многоэтажного дома имеет ряд недостатков:

Неравномерный нагрев помещения в зависимости от удаленности точки забора горячей воды (котла или коллекторного узла). Т.е. возможны варианты, когда у потребителя подключенного раньше по схеме, батареи будут горячее, чем у следующих по цепочке;
Проблемы с регулировкой степени нагрева радиаторов. Для этого на каждом радиаторе нужно делать байпас;
Сложная балансировка однотрубной системы отопления многоэтажного дома. Она осуществляется с помощью терморегуляторов и запорной арматуры. При этом сбой системы возможен даже при незначительном изменении входных параметров – температуры или давления.

В настоящее время установка однотрубной системы отопления многоэтажного дома новой постройки встречается крайне редко. Это объясняется трудностью индивидуального учета теплоносителя в отдельной квартире. Так, в жилых зданиях хрущевского проекта количество распределительных стояков в одной квартире может доходить до 5-ти. Т.е. на каждый из них необходимо устанавливать счетчик учета потребления энергоносителя.

Правильно составленная смета на отопление многоэтажного дома с однотрубной системой должна включать в себя не только затраты на техническое обслуживание, но и модернизацию трубопроводов – замену отдельных компонентов на более эффективные.

Двухтрубная разводка отопления

Для повышения эффективности работы лучше всего устанавливать двухтрубную систему отопления многоэтажного дома. Она также состоит из распределительных стояков, но после прохождения теплоносителя через радиатор он попадает в обратную трубу.

Ее главным отличием является наличие второго контура, выполняющего функцию обратной магистрали. Он необходим для сбора остывшей воды и ее транспортировки к котлу или в тепловую станцию для дальнейшего нагрева. Во время проектирования и эксплуатации необходимо учитывать ряд особенностей системы отопления многоэтажного дома подобного типа:

Возможность регулировки уровня температуры в отдельных квартирах и во всей магистрали в целом. Для этого необходимо установить смесительные узлы;
Для выполнения ремонта или профилактических работ не нужно отключать всю систему, как в ленинградской схеме отопления многоэтажного дома. Достаточно с помощью запорной арматуры перекрыть поступление в отдельный контур отопления;
Низкая инерционность. Даже при хорошей балансировке однотрубной системы отопления многоэтажного дома потребителю нужно ждать 20-30 секунд, пока горячая вода по трубопроводам дойдет до радиаторов.

Какое оптимальное давление в системе отопления многоэтажного дома? Все зависит от его этажности. Оно должно обеспечить поднятие теплоносителя на нужную высоту. В некоторых случаях эффективнее установить промежуточные насосные станции, чтобы уменьшить нагрузку на всю систему. При этом оптимальное значение давления должно быть от 3 до 5 атм.

Перед приобретением радиаторов нужно узнать по схеме отопления жилого многоэтажного дома ее характеристики – давление и температурный режим. Основываясь на этих данных выбираются батареи.

Теплоснабжение многоэтажного дома

Разводка отопления в многоэтажном доме имеет важное значение для эксплуатационных параметров системы. Однако помимо этого следует учитывать характеристики теплоснабжения. Важным из них является способ подачи горячей воды – централизованный или автономный.

В подавляющих случаях делают подключение к центральной отопительной системе. Это позволяет уменьшить текущие затраты в смете на отопление многоэтажного дома. Но практически уровень качества подобных услуг остается крайне низким. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается автономному отоплению многоэтажного дома.

Автономное отопление многоэтажного дома

В современных многоэтажных жилых зданиях существует возможность организации независимой системы теплоснабжения. Она может быть двух типов – поквартирное или общедомовое. В первом случае автономная отопительная система многоэтажного дома осуществляется в каждой квартире отдельно. Для этого делают независимую разводку трубопроводов и устанавливают котел (чаще всего – газовый). Общедомовая подразумевает монтаж котельной, к которой предъявляются особые требования.

Принцип ее организации ничем не отличается от аналогичной схемы для частного загородного дома. Однако есть ряд важных моментов, которые необходимо учесть:

Установка нескольких котлов отопления. Обязательно один или несколько из них должны выполнять дублирующую функцию. В случае выхода из строя одного котла – другой должен заменить его;
Монтаж двухтрубной отопительной системы многоэтажного дома, как наиболее эффективной;
Составление графика проведения плановых ремонтных и профилактических работ. В особенности это актуально для отопительного нагревательного оборудования и групп безопасности.

Учитывая особенности отопительной схемы конкретного многоэтажного дома нужно организовать поквартирную систему учета тепла. Для этого на каждый входящий патрубок от центрального стояка нужно установить счетчики учета энергии. Именно поэтому ленинградская отопительная система многоэтажного дома не подходит для уменьшения текущих затрат.

Централизованное отопление многоэтажного дома

Как может измениться разводка отопления в многоквартирном доме при подключении его к центральному теплоснабжению? Основным элементом этой системы является элеваторный узел, который выполняет функции нормализации параметров теплоносителя до приемлемых значений.

Общая протяженность центральных тепловых магистралей достаточно велика. Поэтому в тепловом пункте создают такие параметры теплоносителя, чтобы потери тепла были минимальны. Для этого повышают давление до 20 атм., что приводит к возрастанию температуры горячей воды до +120°С. Однако учитывая особенности системы отопления в многоквартирном доме, подача горячей воды с такими характеристиками к потребителям не разрешена. Для нормализации параметров теплоносителя устанавливают элеваторный узел.

Он может быть рассчитан как для двухтрубной, так и для однотрубной отопительной системы многоэтажного дома. Его основными функциями являются:

Уменьшение давления с помощью элеватора. Специальная конусная задвижка регулирует объем притока теплоносителя в распределительную систему;
Снижение уровня температуры до +90-85°С. Для этого предназначен узел смешивания горячей и остывшей воды;
Фильтрация теплоносителя и уменьшение содержания кислорода.

Помимо этого элеваторный узел выполняет основную балансировку однотрубной системы отопления в доме. Для этого в нем предусмотрена запорная и регулирующая арматура, которая в автоматическом или полуавтоматическом режиме осуществляет регулировку давления и температуры.

Особенностью проектирования систем тепло- и водоснабжения является то, что все насосное и теплообменное оборудование рассматриваемых высотных жилых зданий расположено на уровне земли или минус первого этажа. Это обусловлено опасностью размещения трубопроводов перегретой воды на жилых этажах, неуверенностью в достаточности защиты от шума и вибрации смежных жилых помещений при работе насосного оборудования и стремлением сохранения дефицитной площади для размещения большего количества квартир.

Такое решение возможно благодаря применению высоконапорных трубопроводов, теплообменников, насосов, запорного и регулирующего оборудования, выдерживающих рабочее давление до 25 атм. Поэтому в обвязке теплообменников со стороны местной воды используют дисковые затворы с воротниковыми фланцами, насосы с U-образным элементом, регуляторы давления «до себя» прямого действия, устанавливаемые на подпиточном трубопроводе, электромагнитные клапаны, рассчитанные на давление 25 атм. в станции заполнения систем отопления.

При высоте зданий выше 220 м в связи с возникновением сверхвысокого гидростатического давления рекомендуется применять каскадную схему подключения зональных теплообменников отопления и горячего водоснабжения, пример такого решения приводится в книге.

Другой особенностью теплоснабжения реализованных высотных жилых зданий является то, что во всех случаях источник теплоснабжения – это городские тепловые сети. Подключение к ним производится через ЦТП, который занимает довольно большую площадь, например, в комплексе «Воробьевы Горы» он занимает 1 200 м 2 с высотой помещения 6 м (расчетная мощность 34 МВт).

ЦТП включает теплообменники с циркуляционными насосами систем отопления разных зон, систем тепло-снабжения калориферов вентиляции и кондиционирования воздуха, систем горячего водоснабжения, насосные станции заполнения систем отопления и системы поддержания давления с расширительными баками и оборудованием авторегулирования, аварийные электрические накопительные водонагреватели горячего водоснабжения. Оборудование и трубопроводы располагаются по вертикали, с тем чтобы в процессе эксплуатации они были легко доступны. Через все ЦТП проходит центральный проезд шириной не менее 1,7 м для возможности перемещения специальных погрузчиков, позволяющих вывезти тяжелое оборудование при его замене.

Высотные здания и санитарно-технические устройства в них зонируются: делятся на части – зоны определенной высоты, разделенные техническими этажами. Оборудование и коммуникации помещаются на технических этажах. В системах отопления, вентиляции и водоснабжения допустимая высота зоны определяется значением гидростатического давления воды в нижних отопи-тельных приборах или других элементах и возможностью размещения оборудо-вания, воздуховодов, труб и других коммуникаций на технических этажах.

Для системы водяного отопления высота зоны в зависимости от гидростатического давления, допустимого как рабочего для отдельных видов отопительных приборов (от 0,6 до 1,0 МПа), не должна превышать (с некоторым запасом) 55 м, при использовании чугунных и стальных приборов (при радиаторах типа МС – 80 м) и 90 м для приборов со стальными греющими трубами.

В пределах одной зоны систему водяного отопления устраивают при водяном теплоснабжении по схеме с независимым присоединением к наружным теплопроводам, т.е. гидравлически изолированной от наружной тепловой сети и от других систем отопления. Такая система имеет собственные водо-водяной теплообменник, циркуляционный и подпиточный насосы, расширительный бак.

Число зон по высоте здания, как и высота отдельной зоны, определяется допустимым гидростатическим давлением, но не для отопительных приборов, а для оборудования в тепловых пунктах, расположенных при водяном теплоснабжении обычно в подвальном этаже. Основное оборудование этих тепловых пунктов, а именно обычного вида водо-водяные теплообменники и насосы, даже изготовленные по специальному заказу, могут выдерживать рабочее давление не более 1,6 МПа. Это означает, что при таком оборудовании высота здания при водо-водяном отоплении гидравлически изолированными системами имеет предел, равный 150…160 м. В таком здании могут быть устроены две (по 75…80 м высотой) или три (по 50…55 м высотой) зональных системы отопления. При этом гидростатическое давление в оборудование системы отопления верхней зоны, находящемся в подвальном этаже, достигнет расчетного предела.

Рис. 5.8. Схема водяного отопления высотного здания:

I и II – зоны здания с водо-водяным отоплением; III – зона здания с пароводяным отоплением; 1 – расширительный бак; 2 – циркуляционный насос; 3 – пароводяной теплообменник; 4 – водо-водяной теплообменник

В зданиях высотой от 160 до 250 м может применяться водо-водяное отопление с использованием специального оборудования, рассчитанного на рабочее давление 2,5 МПа. Может быть также выполнено, если имеется в наличии пар, комбинированное отопление (рис. 5.8): помимо водо-водяного отопления в зонах ниже 160 м, в зоне сверх 160 м устраивается пароводяное отопление.

Теплоноситель пар, отличающийся незначительным гидростатическим давлением, подается на технический этаж под верхней зоной, где оборудуют еще один тепловой пункт. В нем устанавливают пароводяной теплообменник, свои циркуляционный насос и расширительный бак, приборы для качественно-количественного регулирования.

Рис. 5.9. Схема единой системы водо-водяного отопления высотного здания:

1 – водо-водяной теплообменник; 2 – циркуляционный насос; 3 – зональный циркуляционно-повысительный насос; 4 – открытый расширительный бак; 5 – регулятор давления «до себя»

Комплекс комбинированного отопления действует в центральной части главного корпуса Московского государственного университета: в нижних трех зонах устроено водо-водяное отопление с чугунными радиаторами, в верхней четвертой зоне – пароводяное отопление. В зданиях высотой более 250 м предусматривают новые зоны пароводяного отопления или прибегают к электроводяному отоплению.

Для снижения стоимости и упрощения конструкции возможна замена комбинированного отопления высотного здания одной системой водяного отопления, при которой не требуется второй первичный теплоноситель. На рис. 5.10 показано, что в здании может быть устроена гидравлически общая система с одним водо-водяным теплообменником, общими циркуляционным насосом и расширительным баком. Система по высоте здания по-прежнему делится на зональные части по приведенным выше правилам. Вода в зону II и последующие зоны подается зональными циркуляционно-повысительными насосами и возвращается из каждой зоны в общий расширительный бак. Необходимое гидростатическое давление в главном обратном стояке каждой зональной части поддерживается регулятором давления типа «до себя». Гидростатическое давление в оборудовании теплового пункта, в том числе и в повысительных насосах, ограничено высотой установки открытого расши-рительного бака и не превышает стандартного рабочего давления 1 МПа.

Для систем отопления высотных зданий характерны деление их в пределах каждой зоны по сторонам горизонта (по фасадам) и автоматизация регулирования температуры теплоносителя.