КОНСТРУКЦИЯ ВВОДА ТРУБОПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ В ЗДАНИЕ

Полезная модель относится к строительству, в частности к конструкции теплогидроизолированного узла ввода сетевого трубопровода в здание, и предназначена для предотвращения замораживания трубопроводов, проходящих, в частности, через неотапливаемый, вентилируемый подвал или цокольный этаж в здание, а также для исключения нарушения мерзлотно-грунтовых условий под зданием от прокладки инженерных сетей. Полезная модель может быть использована при проектировании, изготовлении и монтаже новых инженерных трубопроводных систем, а также при реконструкции действующих систем тепловодоснабжения и водоотведения.
Предпосылкой для создания полезной модели является широкомасштабное строительство, в том числе, и в регионах с суровыми климатическими условиями, а также аварии - трещины и разрывы труб, возникающие, как правило, в наиболее уязвимых участках инженерных трубопроводных систем, и особенно часты отказы именно в местах пересечения трубопроводами ограждающих конструкций здания. Причинами аварий могут быть:
а) нарушение графика перепадов давлений на вводе сети отопления и водоснабжения в здание (давления фактические меньше требуемых), что, в свою очередь, приводит к уменьшению фактических расходов жидкости, и, следовательно, к уменьшению скоростей движения. При очень малых скоростях, особенно при малых диаметрах труб, а на вводе в здания используют именно небольшие диаметры, и возникают очаги застоя, остановки движения жидкости, что вызывает образование льда, закупорки внутреннего диаметра и, как следствие, - прекращение циркуляции, размораживание, нарушение целостности стенки трубы, т.е. разрыв, авария;
б) понижение температуры воздуха, при этом наружные температуры воздуха, на которые рассчитана тепловая изоляция трубопроводов, в соответствии с [СП 131.13330.2012 Строительная климатология], могут сильно отличаться от фактических, что приводит к нештатным ситуациям, когда тепловая изоляция не компенсирует трансмиссионный (за счет теплопроводности) и инфильтрационный (за счет конвекции) тепловой поток, выделяемый поверхностью труб. На прямых участках труб, даже малые скорости движения жидкости спасут от размораживания, а на вводах труб в здание, где много местных сопротивлений (углов поворота, перехода диаметра, запорной арматуры и т.п.) малые скорости могут быть критическими и могут привести к нештатным аварийным ситуациям.
Из уровня техники не известны технические решения, которые могли бы гарантировать целостность труб на вводе в здание через ограждающие конструкции и при этом исключить нарушение мерзлотно-грунтовых условий под зданием.
Известно устройство для уплотнения вставленных в отверстие конструкции коммуникаций, выполненное в виде двух наружных пластин, между которыми находится уплотняющее тело из упругого материала, имеющее отверстие для размещения коммуникаций, при этом пластины соединены между собой стягивающими элементами, а также имеющее расположенное на внешней стороне уплотняющего тела дополнительное уплотнительное кольцо, выполненное из материала, который увеличивается в объеме при соприкосновении с влагой, причем уплотняющее тело имеет выемку для размещения дополнительного уплотнительного кольца, а внешний край дополнительного уплотнительного кольца не выступает над внешней поверхностью уплотняющего тела (Патент РФ №176320 U1, дата приоритета 30.08.2017, дата публикации 17.01.2018, автор: Кароли Рене, RU).
Недостатком аналога является ограниченное применение из-за малоэффективной теплоизоляции узла ввода коммуникаций.
Из уровня техники известны технические решения, касающиеся эффективной теплоизоляции трубопроводов.
Известен теплоизолирующий модуль для труб, содержащий монолитную теплоизоляционную оболочку полуцилиндрической формы со слоем из пенополиуретана с защитным покровным слоем, внутренним слоем из жесткого пенополиизоцианурата и замковыми элементами на торцах, при этом внутренний слой из жесткого пенополиизоцианурата смещен по периметру и по длине оболочки относительно наружного слоя для образования элементов продольных и поперечных тепловых замковых соединений типа выступ-впадина (Патент РФ №70958 U1, дата приоритета 04.06.2007, дата публикации 20.02.2008, автор Кузьмин С.С., RU).
Известна конструкция сборно-разборного теплоизоляционного покрытия трубопровода, состоящая из композитных скорлуп, скрепленных бандажами, в качестве композитных скорлуп использован монолитный модульный элемент с двумя теплоизоляционными слоями и защитной покровной оболочкой, внутренний слой которого, обращенный к трубопроводу, выполнен из жесткого пенополиизоцианурата, имеющего температуру размягчения 170°С, а наружный слой выполнен формованным пенополиуретаном при взаимном смещении слоев относительно друг друга, обеспечивающем наличие элементов тепловых замковых соединений типа выступ-впадина по всему контуру модульного элемента (Патент РФ №2343340 С1, дата приоритета 04.06.2007, дата публикации 10.01.2009, автор Кузьмин С.С., RU).
Известна теплоизоляционная конструкция для трубопроводов, содержащая выполненные с возможностью соединения в продольной плоскости и образованием кольцевой теплоизолирующей оболочки две одинаковые полуцилиндрические части, при этом каждая одинаковая полуцилиндрическая часть выполнена из пенополистирола, покрытого со всех сторон слоем закрытопористого жесткого пенополиуретана. Кроме того, поверхности двух одинаковых полуцилиндрических частей, предназначенные для их соединения, выполнены с продольными и поперечными выступами и пазами, имеющими одинаковые геометрические размеры и выполняющими роль замков для более надежного соединения полуцилиндрических частей вокруг трубопровода (Патент РФ №173464 U1, дата приоритета 18.02.2016, дата публикации 29.08.2017, автор Полищук В.В., RU).
Общим недостатком известных технических решений является трудоемкость изготовления теплогидроизоляционных композитных скорлуп, используемых преимущественно при наземной прокладке трубопроводов. Применение скорлуп в местах пересечения труб строительных конструкций нецелесообразно из-за особенностей узлов ввода труб в здание.
В качестве прототипа принято известное устройство прохода трубопровода через ограждающую конструкцию, содержащее вставленную в отверстие в ограждающей конструкции стальную гильзу с выполненным на одном конце за одно с нею фиксирующим фланцем, жестко соединенным с ограждающей конструкцией, гильза охватывает трубопровод с зазорами между ограждающей конструкцией и трубопроводом, заполненными набивкой из негорючей минеральной ваты, при этом гильза состоит из двух соединенных сваркой полугильз, а фиксирующий фланец образован полуфланцами, выполненными за одно целое с полугильзами, на противоположном фиксирующему фланцу конце гильзы, охватывая ее, установлены две стальные полукрышки, соединенные с гильзой сваркой и жестко соединенные с ограждающей конструкцией (Патент РФ №157008 U1, дата приоритета 25.02.2015, дата публикации 20.11.2015, авторы: Батин С.А. и др., RU, прототип).
Недостатками прототипа являются: во-первых, ненадежность при работе в низкотемпературных режимах, при монтаже в регионах с мерзлотными грунтами, что обусловлено малоэффективной теплоизоляцией; во-вторых, высокие трудозатраты при демонтаже теплоизоляции в случае ее повреждения.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании теплогидроизоляционной конструкции ввода трубопроводной сети в здание, эксплуатируемое, в том числе, в суровых климатических условиях, обеспечивающей надежность и сохранность трубопроводных систем и мерзлотных свойств грунта.
Для решения технической проблемы предложена конструкция ввода трубопроводной системы в здание, содержащая теплоизоляцию. Новым является то, что она выполнена в виде теплогидроизоляционной кассеты с покрытием. Кассета содержит двухстороннее седло, образованное из полипропиленовых полутруб, жестко соединенных промежуточной перемычкой между выпуклыми стенками. В полутрубы седла вставлены теплопроводные изолированные трубы, а снаружи на них намотан двухсторонний фольгированный утеплитель, образующий теплогидроизоляционное покрытие кассеты.
Согласно полезной модели, теплогидроизоляционная кассета может быть выполнена большей длины по отношению к толщине плиты перекрытия и может быть увеличена на высоту вентилируемого подполья.
Реализация полезной модели позволяет получить следующий технический результат: повышение теплозащитных свойств и надежности, снижение трудозатрат при монтаже и расширение арсенала технических средств, направленных на защиту узлов ввода трубопроводных систем в зданиях, эксплуатируемых, в том числе, в суровых климатических условиях.
На фигуре 1 схематично изображена конструкция ввода трубопроводной системы в здание, общий вид; на фигуре 2 - то же, вид сверху; на фигуре 3 представлен общий вид седла.
Заявляемая конструкция ввода трубопроводной системы в здание выполнена в виде теплогидроизоляционной кассеты 1. Основой кассеты является двухстороннее седло, выполненное из полипропиленовых полутруб 2, жестко соединенных между собой промежуточными перемычками 3 между выпуклыми стенками посредством сварки. В полутрубы 2 седла вложены теплопроводные изолированные трубы 4 теплосети и водопроводной сети. Диаметр полипропиленовых полутруб 2 седла определяется диаметром вложенных сетевых труб 4, в качестве которых также могут быть использованы трубы из полипропилена (http://trubamaster.ru/vodoprovodnve/truby-polipropilenovye-gost.html. дата просмотра 22.05.2018). Седло позволяет жестко закрепить сетевые трубы 4 между собой. При этом закрепление труб 4 также обеспечивается за счет покрытия 5, в качестве которого используется намотанный на седло с установленными в нем трубами 4 двухсторонний фольгированный утеплитель (https://goodster.ru/uteplitel-dlya-trub-folgirovannyy/. дата просмотра 22.05.2018). К основным преимуществам фольгированных материалов можно отнести отличные теплоизоляционные свойства. Применение известного фольгированного утеплителя в десятки раз уменьшает толщину утепления, так как накручивание такой теплоизоляции по типу бинта значительно увеличивает качество теплоизоляции. Это обусловлено тем, что при накручивании между слоями остается воздушная прослойка, которая также является теплоизолятором. При этом значительно повышается гидроизоляция самого утепляющего материала. Изготовление предлагаемой конструкции в виде кассеты возможно в стационарных условиях, что также повышает качество изоляции. Использование труб 4 из полипропилена дает возможность увеличить срок службы вводного устройства, уменьшить возможность повреждений труб при гидравлических ударах, промерзании, а также при температурных колебаниях. Кроме того, для лучшего сохранения мерзлотных свойств грунта, увеличения термического сопротивления теплопровода и усиления его прочностных характеристик, теплогидроизоляционная кассета может быть выполнена большей длины по отношению к толщине плиты перекрытия и может быть увеличена на высоту вентилируемого подполья.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет существенно снизить трудоемкость монтажа конструкции ввода трубопроводной системы в здание за счет возможности изготовления в стационарных условиях, а также повысить надежность при работе в суровых климатических условиях за счет использования фольгированного утеплителя и обеспечения жесткой фиксации сетевых труб.
С учетом указанных преимуществ полезная модель может быть использована как при научной предпроектной подготовке с последующим проектированием и изготовлением, и далее - при монтаже новых инженерных систем, так и при реконструкции действующих систем тепло водоснабжения и водоотведения, и, что особенно актуально, при капитальном ремонте зданий в целом.