Про компенсаторы на отоплении и теплотрассах написано много, а про стояки горячей воды и водопровода в обычном жилом или офисном здании почти ничего, хотя вопросов там больше. Труба сидит в закрытой шахте, греется до 60-75 °C и остывает в ночь отключения. Проектировщик рисует один компенсатор «для порядка», монтажник затягивает его хомутом как обычный участок трубы, и через сезон в санузле появляется сырое пятно, хотя разобраться в вопросе несложно, если опираться на текст свода правил и не повторять привычку, которая кочует из проекта в проект и давно никем не проверялась. Ниже - что именно требует СП 30.13330.2020, чем оцинкованный стальной стояк отличается от нержавеющего, как прикинуть удлинение и куда ставить опоры. Полимерные трубы в разбор не входят. Нужна сверка стояка с паспортом компенсатора? Инженер подберёт изделие по DN, PN и ходу.
Отправьте параметры стояка на подбор
Свод правил СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» - актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*. Документ свежий. Он написан для новых и реконструируемых производственных и общественных зданий высотой не более 50 м и жилых зданий высотой не более 75 м (пункт 1.1), а всё, что выше, лежит за его границей и в этой статье не разбирается.
Пункт 10.4 стоит в разделе об устройстве систем горячего водоснабжения, и по его тексту, при проектировании водопровода горячей воды следует предусматривать мероприятия по компенсации температурных удлинений трубопроводов, и способов назвал два: упругость самого трубопровода на участках с поворотами (самокомпенсация) либо установка сильфонных компенсаторов, тогда как резиновые вставки, сальниковые и линзовые конструкции в пункте не упомянуты вовсе.
Пункт 24.3 уточняет картину для конкретного материала. На трубопроводах из стальных оцинкованных труб для компенсации тепловых удлинений следует предусматривать сильфонные компенсаторы с присоединительными патрубками из нержавеющей стали в сочетании с направляющими опорами, которые исключают боковое перемещение труб в месте установки. Область действия узкая. Очень узкая. Фраза написана про оцинкованную сталь, про нержавеющие трубы и медь в ней ни слова, и распространять её на них нельзя.
Температуру для расчёта задаёт пункт 4.7: горячая вода в местах водоразбора должна быть не ниже 60 °C и не выше 75 °C, а для системы, присоединённой к закрытой теплосети, расчётная температура на выходе из ИТП принимается равной 65 °C.
Для проектировщика вывод прямой. Решение обязано быть. Стояк ГВС без решения по компенсации - отступление от пункта 10.4, а вид решения показывает расчёт. Без него никак.
Удлинение равно произведению коэффициента линейного расширения, длины участка и разности температур. Формула та же, что для теплотрассы, и примеры с участком DN100 разобраны в статье сколько компенсаторов нужно на трубопровод, поэтому здесь главный вопрос другой: какую разность температур подставлять в стояк.
Перепад складывается из двух состояний: монтажного, когда труба смонтирована в шахте при температуре помещения, и рабочего, когда по ней идёт вода около 65 °C. Берём монтаж при 20 °C, понимая, что это допущение автора, в нормах его нет. На вашем объекте температура монтажа окажется другой, и вместе с ней изменится итоговая цифра. Перепад получится 45 К.
Коэффициенты берём из таблицы статьи как выбрать компенсатор: углеродистая сталь 12 мкм на метр на градус (справочная вилка 11,5-13), нержавеющая AISI 304 - 17,3, AISI 316 - 16,0.
| Длина стояка между неподвижными опорами | Сталь, ΔT = 45 К | Нержавейка AISI 304, ΔT = 45 К |
|---|---|---|
| 10 м | 5,4 мм | 7,8 мм |
| 30 м | 16,2 мм | 23,4 мм |
| 75 м | 40,5 мм | 58,4 мм |
Цифры в таблице получены умножением и каталогом не подтверждаются, они показывают порядок величины, а расчётное удлинение для проекта считает проектировщик по температурам своего объекта. Не раньше.
Шестнадцать миллиметров на тридцати метрах выглядят мелочью, пока не вспомнишь, что труба проходит через гильзы перекрытий, а к ней присоединены подводки к приборам, и все эти миллиметры накапливаются у самого жёсткого звена на трассе. Чаще всего им оказывается резьба подводки к смесителю. Течь появляется не сразу. Но появляется. Всегда.
Возьмём оцинкованный стальной стояк ГВС длиной 30 м между неподвижными опорами. Из таблицы выше расчётное удлинение 16,2 мм при перепаде 45 К. Осевой ход компенсатора при сжатии по пункту 24.3 обязан быть больше этой величины, поэтому ходовая характеристика в паспорте изделия должна давать запас над 16,2 мм, а какой именно, решает проектировщик и подтверждает паспорт.
Тот же стояк из нержавеющей стали AISI 304 даёт 23,4 мм. Разница в 7,2 мм выглядит скромной, однако для паспорта компенсатора она означает другой ход, и подставить изделие с меньшим ходом только потому, что диаметр и давление совпали, нельзя. Совпадение по DN и PN ничего не гарантирует. Ничего.
Теперь высокий стояк. Допустим, труба идёт на 75 м, то есть на предельную высоту жилого здания по пункту 1.1. Целиком на таком участке получается 40,5 мм для стали, и один компенсатор с таким ходом получился бы громоздким. Один из возможных приёмов - разбить стояк промежуточной неподвижной опорой на два участка по 37,5 м. Каждый даёт 20,3 мм при тех же 45 К, и на каждый ставится свой компенсатор. Такой вариант приведён как иллюстрация, требованием нормы он не является: свод правил определяет, что компенсация нужна, и не диктует, как делить участки.
Теперь температура. Если взять нижнюю границу нормы для ГВС в точке водоразбора, 60 °C, перепад при монтаже в 20 °C составит 40 К, а для верхней границы 75 °C - 55 К. На тридцати метрах стали получаем соответственно 14,4 и 19,8 мм. Расчёт ведут по максимальному перепаду, потому что ход обязан перекрывать худший случай, и любая мелкая поправка температуры сразу превращается в миллиметры хода, которых потом не хватает в паспорте. Запас нужен. Всегда.
Пункт 24.3 написан как список обязательных условий, и каждое из них стоит проверить при приёмке узла, поэтому выписываю их все по тексту свода правил, ничего не добавляя от себя.
Сильфонный компенсатор для оцинкованной стальной трубы идёт с патрубками из нержавеющей стали. Почему именно так, норма не объясняет. По пункту 11.4 оцинкованные трубы соединяют на резьбе, на накидных гайках, на фланцах, на пресс-фитингах или на грувлочных соединениях; сварка в этом перечне не названа, поэтому разъёмные соединения нержавеющих патрубков с цинковым покрытием трубы выглядят естественным решением. Это вывод из текста, цитаты здесь нет.
Направляющие опоры обязательны. Без них гофр работает на сдвиг и изгиб, хотя рассчитан на осевой ход, и это тот случай, когда экономия на двух хомутах стоит целого узла.
В местах общего пользования компенсатор оснащают внешним защитным кожухом, а в местах присоединения кожуха к патрубкам делают отверстия для удаления конденсата. Если компенсатор стоит в закрытой строительной шахте, предусматривают смотровые лючки, через которые его можно осмотреть и заменить. Однослойные компенсаторы и компенсаторы без стабилизатора сильфона не допускаются. Такие модели встречаются в предложениях поставщиков. Проверяйте строку спецификации.
Минимальная температура монтажа сильфона на стальных трубопроводах - минус 10 °C, а при более низких температурах монтаж возможен только при наличии рекомендаций производителей труб, фитингов и компенсаторов, подтверждённых аккредитованными лабораториями.
Осевой ход при сжатии должен быть больше максимального теплового удлинения компенсируемого участка, и именно здесь закладывается запас, хотя числового коэффициента запаса норма не называет, оставляя его на усмотрение проектировщика и паспорта изделия.
Наконец, ресурс. Вероятность безотказной работы сильфонного компенсатора должна соответствовать 5000 циклам срабатывания, причём испытания проводят по методике ГОСТ Р 51571 и подтверждают протоколами аккредитованной лаборатории, допущенной к таким испытаниям. Для масштаба: если стояк без циркуляции остывает и прогревается раз в сутки, 5000 циклов - это около 13,7 года; при циркуляции, когда труба держит температуру круглый год, циклов существенно меньше. Как ресурс связан с материалом сильфона, разобрано в статье сталь и ресурс сильфонного компенсатора.
Нержавейка расширяется сильнее. Заметно. AISI 304 даёт 17,3 против 12 мкм на метр на градус у углеродистой стали, то есть примерно в 1,4 раза. Для тридцатиметрового участка в таблице выше это разница в 7,2 мм, и для высокого здания цифра становится решающей.
Пункт 24.3 про оцинкованные трубы к нержавеющему стояку не относится. Остаётся пункт 10.4 целиком: мероприятия по компенсации обязательны, способов два, а выбор между ними - за проектировщиком. Порога вида «до такой-то длины компенсатор не нужен» в своде правил нет, а любые такие таблицы на сайтах поставщиков отражают чью-то практику и нормой не являются, как бы уверенно они ни были оформлены. Так что цифру ищите в расчёте.
Что можно утверждать по тексту. Прямой нержавеющий стояк без поворотов самокомпенсации не получает, потому что гнуться ему негде, и остаётся сильфон. Если на трассе есть повороты с достаточным плечом, упругости трубы может хватить, но это проверяют расчётом плеча и напряжения в стенке, а не взглядом на чертёж.
Марка. Патрубки компенсатора из нержавеющей стали рядом с нержавеющей трубой не требуют пояснений, хотя марку сверяют по паспортам обоих изделий. Мелочь. Но на ней ловят при приёмке.
Самокомпенсация возможна там, где трасса сама изгибается: подвальная разводка с коленами, отвод перед стояком, смещение стояка по этажам. Стояк, который идёт строго вертикально через всю шахту, её не даёт. Плеч нет. Гнуться нечему.
| Критерий | Самокомпенсация | Сильфонный компенсатор |
|---|---|---|
| Что нужно на трассе | Повороты с достаточным плечом | Место в шахте и лючок |
| Что считают | Плечо и напряжение в трубе | Ход, давление, жёсткость гофра |
| Эксплуатация | Не обслуживается | Осмотр и замена по ресурсу |
| Прямой вертикальный стояк | Не применима | Основной вариант |
Порядок решения такой: сначала ищут на трассе естественные повороты и считают их плечо, и только когда его не хватает, ставят сильфон и сразу закладывают под него лючок.
У вертикального участка есть своя особенность, о которой стоит прочитать отдельно: кто держит вес трубы и где стоит несущая опора. Она разобрана в статье про вертикальный компенсатор, а общую картину по зданию вместе с отоплением даёт статья про компенсаторы в системе отопления здания.
Пункт 10.4 стоит в разделе о горячей воде. Для холодной в своде правил такого требования мы не нашли, и это отсутствие обязанности, запрета тоже нет.
Холодная вода идёт при температуре, близкой к температуре помещения. Перепад невелик. Посчитаем. Допустим, зимой в шахте вода 10 °C, летом в выходной день стоит и прогревается до 25 °C, и расчётный перепад 15 К. Для стальной трубы длиной 30 м получим 12 · 30 · 15 = 5400 мкм, то есть 5,4 мм. Допущения мои, в нормах их нет.
Такое удлинение обычно снимают подвижностью трубы в гильзе и самокомпенсацией на подводках. Компенсатор на холодном стояке оправдан в особых случаях: длинный прямой участок между жёсткими неподвижными опорами, горячий стояк в той же шахте, который греет соседа, труба в неотапливаемом помещении с большим годовым размахом температур. Тогда считают по факту. Только так.
Принцип понятен из названий. Неподвижная опора запрещает трубе любое смещение и принимает усилие на себя, направляющая оставляет единственное движение вдоль оси, а между двумя неподвижными опорами стоит один компенсатор, и удлинение всего участка целиком уходит в него.
Что сказано прямо: в паре с компенсатором нужны направляющие опоры, исключающие боковое перемещение трубы. Расстояний от компенсатора до первой направляющей опоры в пункте 24.3 нет. Их берут из паспорта изделия и из правила 4D/14D, о котором мы писали в статье про выбор компенсатора.
На типовом стояке порядок такой: неподвижная опора внизу участка, направляющие опоры вплотную к компенсатору с обеих сторон, затем промежуточные направляющие, чтобы труба не изгибалась под своим весом, и неподвижная опора на верхнем конце участка. Усилие на неподвижную опору складывается из усилия внутреннего давления на сильфон и жёсткости самого гофра, поэтому крепить её к тонкой перегородке шахты нельзя, потому что усилие должна принять несущая конструкция. Расстановку и растяжку при монтаже описывает статья про монтаж компенсатора на трубопроводе.
Пункт 11.5 требует гильзы в местах пересечения трубопроводами внутренних стен, перегородок и перекрытий. Внутренний диаметр гильзы должен быть на 5-10 мм больше наружного диаметра трубы, а зазор заполняют негорючим гидрофобным материалом, который допускает перемещение трубы вдоль продольной оси.
Следствие важное. Гильза не является ни неподвижной, ни направляющей опорой: труба в ней скользит. Если в гильзу залить жёсткий раствор, труба потеряет возможность удлиняться, и усилие уйдёт в компенсатор и соседние опоры. Для пересечений конструкций с нормируемой огнестойкостью действуют отдельные требования свода правил, которые мы здесь не пересказываем, потому что они зависят от предела огнестойкости конкретной перегородки или перекрытия, и проверять их нужно по проекту, а не по общей статье.
Ещё два пункта из того же свода относятся к другим участкам сети. Установка сальниковых компенсаторов в пределах проветриваемых подполий зданий не допускается (пункт 15.4.11). На вводах водопровода применяют гнутые компенсаторы и отводы (пункт 15.4.17). Путать их со стояком не нужно. Разные участки.
Пункт 10.3 требует тепловую изоляцию подающих и циркуляционных трубопроводов ГВС, включая стояки, кроме подводок к водоразборным приборам, а толщина слоя должна обеспечивать допустимые потери тепла при расчёте циркуляционного расхода. Для компенсатора из этого следует практический вопрос: изоляция не должна блокировать гофр. Если скорлупа или рулонный утеплитель плотно зажимают сильфон, ход съедается трением, а защитный кожух из пункта 24.3 теряет смысл.
Теплоизоляционный материал на участке компенсатора обычно делают съёмным. Тогда лючок в шахте решает две задачи сразу: осмотр и замена.
Теперь о перемычках. Они коварны. Пункт 10.5 допускает в жилых и общественных зданиях выше четырёх этажей объединять группы водоразборных стояков, от двух до шести, кольцующими перемычками в секционные узлы. Перемычка жёстко связывает соседние стояки. Связь жёсткая. Если один стояк растёт на шестнадцать миллиметров, а второй закреплён неподвижной опорой в другом месте, перемычка получает изгиб. Изгиб копится. Свод правил этого последствия не обсуждает, и вывод здесь инженерный, в нормы он не входит: перемычку проверяют на смещение соседних стояков при расчёте удлинений, а в случае сомнений заменяют жёсткий узел подвижным.
Нужно ли это на практике? Нужно, потому что именно такие узлы дают течь в тех местах, куда компенсатор в схему не попал.
Выбор идёт между сильфонными моделями. Устройство и типы описаны в статье что такое компенсатор, изделия лежат в разделе каталога сильфонные компенсаторы, а весь набор типов - в разделе компенсаторы.
С паспортом сверяют условный проход DN и условное давление PN с запасом над рабочим давлением системы, осевой ход при сжатии, который обязан превышать расчётное удлинение, материал патрубков и число слоёв сильфона. Однослойные и без стабилизатора не допускаются. Если узел стоит в месте общего пользования, нужен защитный кожух с отверстиями для отвода конденсата, а подтверждением ресурса служит протокол аккредитованной лаборатории на 5000 циклов, который стоит запросить у поставщика до оплаты, пока поставка на объект ещё не состоялась. Бумага решает.
Резиновая вставка в пункте 10.4 не названа. Её законное место - виброразвязка у насоса, и об этом статья про виброкомпенсатор для насоса. На стояк её ставят только по отдельному решению проекта.
После монтажа компенсатор вносят в журнал, чтобы через годы знать, когда и кем он поставлен. Порядок осмотров разобран в статье про эксплуатацию сильфонного компенсатора.
Самая частая: компенсатор есть, направляющих опор нет. Сильфон начинает работать на изгиб, гофр теряет геометрию, и через сезон-два появляется течь. Откуда именно, зависит от конструкции. Причин несколько. Вторая по частоте - труба забетонирована в перекрытии без гильзы: удлиняться ей некуда, и усилие уходит в подводки.
Третья - ход не соответствует участку: если неподвижные опоры разнесены дальше, чем рассчитывал проектировщик, расчётное удлинение превышает осевой ход при сжатии, и компенсатор выбирает его за один сезон. Четвёртая - компенсатор замурован в шахту без лючка, что прямо нарушает пункт 24.3 и обходится дороже остального, потому что заменить такой узел без вскрытия шахты нельзя. О том, когда ремонтировать, а когда менять, написано в статье ремонт или замена компенсатора.
Пятая - выбор без проверки спецификации: однослойный сильфон без стабилизатора, который норма не допускает. Шестая - монтаж зимой в неотапливаемой шахте при температуре ниже минус 10 °C без рекомендаций производителя.
Причина у большинства случаев общая. Стояк проектируют как набор труб, хотя ведёт он себя как механизм с подвижными звеньями, в котором каждая опора, гильза и перемычка либо пропускает движение, либо накапливает его до разрушения самого слабого узла.
Хорошая заявка укладывается в один экран. В неё входят материал и диаметр трубы стояка (оцинкованная сталь или нержавеющая), длина участка между неподвижными опорами, рабочая и максимальная температура воды, температура монтажа, рабочее давление системы, место установки (шахта, коридор, место общего пользования, нужен ли кожух), тип присоединения (резьба, фланец, пресс-фитинг, грувлок) и свободная длина под компенсатор с лючком.
Как закладывать компенсаторы в бюджет, разобрано в статье компенсатор в смете. Готовый список параметров можно отправить
Обязателен ли компенсатор на каждом стояке ГВС? Обязательны мероприятия по компенсации температурных удлинений (пункт 10.4 СП 30.13330.2020). Это самокомпенсация на поворотах трассы или сильфонный компенсатор, и какой из двух вариантов подходит, показывает расчёт удлинения конкретного участка с учётом длины между неподвижными опорами, материала трубы и рабочей температуры воды в точке водоразбора и на выходе из теплового пункта здания.
Какой компенсатор нужен на оцинкованном стояке? Сильфонный, с присоединительными патрубками из нержавеющей стали, в сочетании с направляющими опорами, которые исключают боковое перемещение трубы в месте его установки (пункт 24.3). Это единственный вариант, который норма называет для стальных оцинкованных труб. Однослойные компенсаторы и компенсаторы без стабилизатора сильфона не допускаются.
Применим ли пункт 24.3 к нержавеющим трубам? Его формулировка написана про стальные оцинкованные трубы. Для нержавеющих действует общее требование пункта 10.4: мероприятия по компенсации температурных удлинений обязательны, а конкретный вид компенсации, самокомпенсация на поворотах или сильфон, определяет расчёт конкретного стояка и наличие на трассе поворотов с достаточным плечом.
Нужен ли компенсатор на холодной воде? Отдельного требования в своде правил мы не нашли. Если же участок длинный и прямой, опоры жёсткие, а рядом в той же шахте идёт горячий стояк, который греет соседа, перепад температур считают по факту и решение принимают по расчёту, без общей привычки ставить компенсатор везде или нигде.
Какой запас хода должен быть? Осевой ход при сжатии обязан превышать максимальное тепловое удлинение участка (пункт 24.3). Числового коэффициента запаса в тексте пункта нет.
Можно ли ставить резиновый компенсатор на стояк ГВС? Пункт 10.4 называет самокомпенсацию и сильфонные компенсаторы. Резиновая вставка допустима только по отдельному решению проекта, чаще её используют у насосов.
При какой температуре можно монтировать сильфон на стальной трубе? Минимальная температура монтажа - минус 10 °C. Монтаж при более низких температурах возможен только при наличии рекомендаций производителей труб, фитингов и компенсаторов, подтверждённых аккредитованными лабораториями, допущенными к таким испытаниям, и без этих бумаг зимний монтаж в неотапливаемой шахте превращается в нарушение.
Нужен ли лючок для компенсатора в шахте? Да. В закрытой строительной шахте предусматривают смотровые лючки, которые обеспечивают осмотр и замену компенсатора (пункт 24.3).
Введите свой номер телефона и мы перезвоним Вам!
Введите свой номер телефона и мы перезвоним Вам!