Большая по протяженности часть системы теплоснабжения в Москве была построена преимущественно в течение последних 30-40 лет. Имеющиеся запасные мощности по подключению потребителей, заложенные в первоначальные проекты системы тепловых сетей, прокладываемых в столице в 60-80-е годы ушедшего столетия, в настоящее время практически исчерпаны и реализуемая в практике строительства «точечная уплотнительная застройка» запаса мощностей уже не имеет. Бессистемная застройка московских микрорайонов приводит к многочисленным, ранее не запланированным, подключениям и изменениям существующих проектов тепловых сетей.

В результате появления множества новых частных владельцев эксплуатирующихся объектов и земельных участков создает сложности в проектировании магистральных и межквартальных трубопроводов тепловых сетей, каждый раз требуя нестандартных оригинальных решений исходя из конкретных условий имеющейся инфраструктуры. При решении подобных задач документация, представляемая на экспертизу в Управление инженерного обеспечения по инженерному оборудованию, сетям и системам Московской государственной вневедомственной экспертизы (МГЭ), должна соответствовать п. 4 СНиП 11-01-95.

Поступающие для проработки проекты по разделу «Тепловые сети», поступающие в Мосгосэкспертизу, можно разделить на два основных типа:

• внутриквартальные тепловые сети в составе проектов жилых застроек микрорайонов (в большинстве случаев применяется одноступенчатое проектирование, документы представляются по окончании разработки проекта);
• «титульные» проекты прокладки новых и реконструкции эксплуатируемых городских трубопроводных магистралей (применяется двухступенчатое проектирование, документы представляются на каждой ступени – по окончании разработки «рабочего проекта» и «проекта»).

Проводимое изучение проекта на соответствие нормативной документации выявляет замечания, которые заказчик и проектная организация обязаны устранить. Имеющиеся в практике строительства типовые недостатки постоянно приводят к значительному удорожанию стоимости прокладки тепловых сетей. Перечислим частые примеры и типовые проблемы.

Главный недостаток при проектировании внутриквартальных тепловых сетей, где прокладываются трубопроводы диаметром до ДУ 300 мм, заключается в отсутствии рациональной разводки тепловых сетей, причина чего кроется в проблемах точечной застройки, отмеченной выше.

Другая проблема кроется в недостаточно оптимальном расположении в проектируемом жилом микрорайоне прокладываемых коммуникаций жизнеобеспечения и инфраструктуры. В результате не соблюдается минимизация длины трасс тепловых сетей. По существующим правилам проектирования данных объектов, трубопроводы тепловых сетей должны находиться в приоритетном положении по отношению к остальным распределительным коммуникациям по причине наполненности трубопровода высокотемпературным теплоносителем, что компенсации запаса на компенсационное расширение труб и соответствующего теплового удлинения трубопровода. Данная особенность особенно актуальна при бесканальной прокладке теплопроводов в ППУ изоляции.

Однако при проектировании тепловой сети на уже имеющейся и достаточно загруженной проектной площадке проектировщикам приходится «вписывать» теплосети по далеко не оптимальному алгоритму. Часто это оборачивается вынужденными решениями по прокладке теплотрассы под пожарными проездами, излишне часто пересекать тепловыми сетями в каналах автомобильные дороги, выискивая хоть какие-то реальные варианты для прокладки новых трубных ответвлений и их привязки к объектам потребления и магистральным трубопроводам. Все это приводит к удорожанию сметной стоимости строительства теплотрасс.

Системным недостатком проектов тепловых сетей является также отсутствие системы слива воды из тепловых сетей в ППУ изоляции. В результате из-за недоработанных проектов приходится строить стационарные насосные установки или опорожнять трубопроводы с помощью мобильных установок, что также повышает затраты на строительство и эксплуатацию тепловых сетей.

Часто в представленных на экспертизу проектах не учитываются инженерно-геологические условия для прокладки теплосетей в ППУ изоляции, хотя в проектном задании следует указывать несущую способность грунтов в основании теплопроводов для правильного выбора типа основания под теплосеть: естественное, монолитное железобетонное или свайное. Неправильный выбор основания под проектируемую теплосеть впоследствии ведет к значительному удорожанию стоимости строительства тепловой сети, снижает надежность работы теплопроводов.

Конструкция трубы ППУ.

Трубы ППУ применяются для бесканальной подземной, канальной и наземной прокладки трубопроводов тепловых сетей с рабочей температурой теплоносителя до 140°С по ГОСТ 30732-2020. Конструкция теплоизолированной пенополиуретаном предварительно изолированной в заводских условиях трубы и фасонных изделий состоит из:
1. Стальной или полимерной несущей трубы диаметрами от 25 до 1420 мм.
2. Теплоизоляционного защитного слоя из пенополиуретана с двумя типами изоляции (толщины) для каждого типоразмера трубопровода в зависимости от региона прокладки трубы в ППУ изоляции – от 35 до 80 и более мм.
3. Защитной оболочкой из полиэтилена (ПЭНД) или стали (спиральнонавивная оболочка из оцинкованной стали).
4. Центрирующих опор, обеспечивающих равномерный слой теплоизоляции ППУ по отношению к несущей тепловой трубе.
5. Медного сигнального провода системы ОДК протечки теплоносителя трубопровода.
6. Для изоляции сварных стыков трубы и фасонных элементов трубопровода в ППУ изоляции применяются термоусаживаемые муфты. В трассовых условиях в них осуществляется заливка мерной дозы компонентов ППУ. Принцип термоусадки муфты заключается в ее осаживании в процессе нагревания до исходного диаметра, равного диаметру полиэтиленовой оболочки основной части трубопровода.

Характеристика теплоизоляции из ППУ.

Теплоизоляционный материал пенополиуретан (ППУ), используемый в процессе изготовления предизолированных трубопроводов, получают способом смешения двух основных исходных компонентов маслянистой консистенции. Смешение компонентов ППУ А и Б осуществляется на специальном оборудовании, где в камере смешения частицы компонентов соударяются и перемешиваясь с воздухом под высоким давлением заливаются в ограниченное оболочкой, трубой и ограничивающими фланцами пространство. После полимеризации в ограниченном пространстве получается ППУ пенопласт, плотность которого составляет 60-80 кг/м3, что позволяет использовать трубы с данной теплоизоляцией для подземной бесканальной прокладки без вреда для структурной целостности теплоизоляционного пенопласта. Вообще жесткие пенополиуретаны могут быть плотностью от 30 до 120 и более кг/м3 и имеют 88 - 93% газовой фазы и содержат обычно изолированные ячейки диаметром 0,2-1,0 мм.