Теплопроводи прокладають підземних або надземних способом. Підземний спосіб є основним в житлових, районах, так як при цьому не загромождают територія і не погіршується архітектурний вигляд міста. Надземний спосіб застосовують зазвичай на територіях промислових підприємств при спільному прокладанні енергетичних і технологічних трубопроводів. У житлових районах надземний спосіб використовують лише в особливо важких умовах: вечномерзлотние і просідають при відтаванні грунти, заболочені ділянки, велика густота існуючих підземних споруд, сильно порізана ярами місцевість, перетин природних і штучних перешкод.
Підземні теплопроводи в даний час прокладають в прохідних і непрохідних каналах (застосовувалися раніше напівпрохідні канали зараз не використовують) або безканальним способом. Крім того, в житлових мікрорайонах розподільні мережі прокладають іноді в технічних подпольях (коридорах, тунелях) будівель, що здешевлює і спрощує будівництво і експлуатацію.
При прокладанні в каналах і технічних подпольях будівель теплопроводи захищені з усіх боків від механічних впливів і навантажень і в деякій мірі від грунтових і поверхневих вод. Для сприйняття власної ваги теплопроводу встановлюють спеціальні рухливі опори. При безканальної прокладці теплопроводів безпосередньо контактують з грунтом і зовнішні механічні навантаження сприймаються трубою і теплоізоляційної конструкцією. При цьому рухомих опор не встановлюють, а теплопроводи укладають прямо на грунт або шар піску і гравію. Вартість безканальної прокладки на 25-30% менше, ніж в каналах, проте умови роботи теплопроводів важче.
Глибина закладення теплопроводів від верхнього рівня каналів або ізоляційної конструкції (при безканальної прокладці) до поверхні землі становить 0,5--0,7 м. При високому рівні грунтових вод його штучно знижують пристроєм попутного дренажу з гравію, піску і дренажних труб під каналом або ізоляційною конструкцією.
Канали в даний час виготовляють, як правило, з уніфікованих збірних залізобетонних деталей. Для захисту від грунтових і поверхневих вод зовнішню поверхню каналів покривають бітумом з обклеюванням гідрозахисним рулонний матеріал. Для збору вологи, яка потрапляє всередину каналів, їх дну слід надавати поперечний ухил не менше 0,002 у одну сторону, де робляться іноді закриті (плитами, решітками) лотки, по яких вода стікає в збірні приямки, звідки відводиться в водостоки.
Слід зазначити, що, незважаючи на гідроізоляцію каналів, природна волога, що міститься в грунті, проникає в них через їх зовнішні стінки, випаровується і насичує повітря. При охолодженні вологого повітря на перекриттях і стінах каналу накопичується волога, яка стікає вниз і може викликати зволоження ізоляції.
У прохідних каналах забезпечуються найкращі умови для роботи, експлуатації та ремонту теплопроводів, однак за капітальними витратами вони є найбільш дорогими. У зв'язку з цим споруджувати їх доцільно тільки на найбільш відповідальних ділянках, а також при спільному прокладанні теплопроводів з іншими інженерними комунікаціями. При спільному прокладанні різних комунікацій прохідні канали називають колекторами. У містах в даний час вони набули широкого поширення. На рис. 6.4 показано перетин типового односекційного колектора.
Мал. 6.4. Перетин типового міського колектора
Габаритні розміри прохідних каналів (колекторів) вибирають з умови вільного доступу до всіх елементів теплопроводів, що дозволяє проводити повний капітальний ремонт їх без розтинів і руйнувань дорожніх покриттів. Ширину проходу в каналі беруть не менше 700 мм, а висоту- не менше 2 м (допускається приймати висоту до балки 1,8 м). Через кожні 200-250 м по трасі роблять люки, обладнані для спуску в канал сходами або скобами. У місцях розташування великої кількості обладнання можуть влаштовуватися спеціальні розширення (камери) або споруджуватися павільйони.
Непрохідні канали застосовують зазвичай для теплопроводів діаметром до 500-700 мм. Виготовляють їх прямокутної, склепінчастою і циліндричної форми із залізобетонних плит і склепінь, азбестоцементних і металевих труб і ін. При цьому між поверхнею теплопроводів і стінками каналу залишають, як правило, повітряний зазор, через який відбувається висихання теплової ізоляції і видалення вологи з каналів. Як приклад на рис. 6.5 показано перетин прямокутного непрохідного каналу, виготовленого з уніфікованих збірних залізобетонних деталей.
Мал. 6.5. Перетину непрохідного каналу
1 і 2 - лоткові блоки відповідно нижній і верхній; 3 - з'єднувальний елемент із цементною забелка; 4 - опорна плита; 5 - піщана підготовка
Габаритні розміри непрохідних каналів вибирають в основному в залежності від відстані між теплопроводами і між поверхнями теплоізоляційної конструкції і каналів, а також за умови забезпечення зручного доступу до обладнання в камерах. Для зменшення відстані між теплопроводами обладнання на них іноді встановлюють вразбежку.
Безканальної прокладки застосовують зазвичай для труб невеликих діаметрів (до 200-300 мм), так як при прокладці таких труб в непрохідних каналах умови їх роботи виходять практично важчими (через занесення повітряного зазору в каналах брудом і складності видалення з них вологи при цьому ). В останні роки в зв'язку з підвищенням надійності безканальної прокладки теплопроводів (шляхом впровадження зварювання, більш досконалих теплоізоляційних конструкцій і ін.) Її починають використовувати і для труб великих діаметрів. (500 мм і більше).
Теплопроводи, що прокладаються безканальним способом, поділяють залежно від виду теплоізоляційної конструкції: в монолітних оболонках, литі (збірно-литі) і засипні (рис. 6.6) і в за лежності від характеру сприйняття вагових навантажень: розвантажені імпорту та без розвантаження.
Мал. 6.6. Типи безканальних теплопроводів
а -в збірної і монолітної оболонці; б-литі і збірно-литі; в - засипні
Конструкції в монолітних оболонках виконують зазвичай в заводських умовах. На трасі проводиться тільки стикова зварка окремих елементів і ізоляція стикових з'єднань. Литі конструкції можуть виготовлятися як в заводських умовах, так і на трасі шляхом заливання трубрпроводов (і стикових з'єднань після опресування) рідкими вихідними теплоізоляційними матеріалами з подальшим їх схоплюванням (затвердіння). Засипну ізоляцію виконують на змонтованих в траншеях і спресованих трубопроводах з сипучих теплоізоляційних матеріалів.
До розвантаженим відносяться конструкції, в яких теплоізоляційне покриття володіє достатньою механічною міцністю і розвантажує трубопроводи від зовнішніх навантажень (ваги грунту, ваги проходить на поверхні транспорту і т. П.). До них відносяться литі (збірно-литі) і монолітні оболонки.
У нерозвантажених конструкціях зовнішні механічні навантаження передаються через теплову ізоляцію безпосередньо на трубопровід. До них відносяться засипні теплопроводи.
На підземних теплопроводах обладнання, яке потребує обслуговування (засувки, сальникові компенсатори, дренажні пристрої спускніка, воздушники і ін.), Розміщують у спеціальних камерах, а гнучкі компенсатори - в нішах. Камери і ніші, як і канали, споруджують із збірних залізобетонних елементів. Конструктивно камери виконують підземними або з надземними павільйонами. Підземні камери влаштовують при трубопроводах Невеликих діаметрів і застосуванні засувок з ручним приводом. Камери з надземними павільйонами забезпечують краще обслуговування великогабаритного устаткування, зокрема, засувок з електро- і гідроприводу, які встановлюють зазвичай при діаметрах трубопроводів 500 мм і більше. На рис. 6.8 показана конструкція підземної камери.
Габаритні розміри камер вибирають з умови забезпечення зручності та безпеки обслуговування обладнання. Для входу в підземні камери в кутах по діагоналі влаштовують люки - не менше двох при внутрішньої площі до 6 м 2 і не менше чотирьох при більшій площі. Діаметр люка приймають не менше 0,63 м. Під кожним люком встановлюють сходи або скоби з кроком не більше 0,4 м для спуску в камери. Днище камер виконують з ухилом> 0,02 до одного з кутів (під люком), де влаштовують прикриваються зверху гратами приямки для збору води глибиною не менше 0,3 м і розмірами в плані 0,4x0,4 м. Вода з приямків відводиться самопливом або за допомогою насосів в водостоки або прийомні колодязі.
Мал. 6.8. Підземна камера
Надземні теплопроводи прокладають на окремо розташованих опорах (низьких і високих) і щоглах, на естакадах із суцільним прогонових будов у вигляді ферм або балок і на тягах, прикріплених до верхівок щогл (вантові конструкції). На промислових підприємствах застосовують іноді спрощені прокладки: на консолях (кронштейнах) по конструкціях будівель і підставках (подушках) по дахах будівель.
Опори і щогли виконують, як правило, залізобетонними або металевими. Прогонові будови естакад і анкерні стійки (не рухомий опори) зазвичай виготовляють металевими. При цьому будівельні конструкції можуть споруджуватися одно-, дво- і багато ярусними ..
Прокладка теплопроводів на окремо розташованих опорах і щоглах є найбільш простий і застосовується зазвичай при невеликому числі труб (дві - чотири). В даний час в СРСР розроблені типові конструкції окремо розташованих низьких і високих залізобетонних опор, які виконуються з одного стійкою у вигляді Т-образної опори і з двома окремими стійками або рамами у вигляді П-подібних опор. Для зменшення кількості стійок трубопроводи великого діаметру можуть використовуватися в якості несучих конструкцій для укладання або підвіски до них трубопроводів малого діаметра, які потребують більш частої установки опор. При прокладанні теплопроводів на низьких опорах відстань між їх нижньої твірної і поверхнею землі має бути не менше 0,35 м при ширині групи труб до 1,5 м і не менше 0,5 м при ширині понад 1,5 м.
Прокладка теплопроводів на естакадах є найбільш дорогий і вимагає найбільших витрат металу. У зв'язку з цим її доцільно застосовувати при великому числі труб (не менше п'яти-шести), а також при необхідності регулярного нагляду за ними. При цьому трубопроводи великих діаметрів спираються зазвичай безпосередньо на стійки естакад, а малих - на опори, укладені в прогонових будов.
Прокладка теплопроводів на підвісних (вантових) конструкціях є найбільш економічної, так як дозволяє значно збільшити відстань між щоглами і тим самим зменшити витрату будівельних матеріалів. При спільному прокладанні трубопроводів різних діаметрів між щоглами виконуються прогони з швелерів, підвішених на тягах. Такі прогони дозволяють встановлювати додаткові опори для трубопроводів малих діаметрів.
Для обслуговування обладнання (засувок, сальникових компенсаторів) влаштовують майданчики з огорожами і сходами: стаціонарні при відстані від низу теплоізолюючих конструкції до поверхні землі 2,5 м і більше або пересувні - при меншій відстані, а в важкодоступних місцях і на естакадах - прохідні містки. При прокладанні теплопроводів на низьких опорах в місцях установки обладнання повинно передбачатися покриття поверхні землі бетоном, а на обладнанні - пристрій металевих кожухів.
Труби і араматура. Для будівництва теплових мереж використовують сталеві труби, що з'єднуються за допомогою електричної або газового зварювання. Сталеві труби піддаються внутрішньої і зовнішньої корозії, що знижує термін служби і надійність теплових мереж. У зв'язку з цим для місцевих систем гарячого водопостачання, які схильні до посиленої корозії, застосовують труби сталеві оцинковані. У найближчому майбутньому планується застосування емальованих труб.
З сталевих труб для теплових мереж в даний час використовують в основному електрозварні з поздовжнім прямим і спіральним швом і безшовні, гарячодеформовані і холоднодеформовані, виготовлені з сталей марок Ст. 3, 4, 5, 10, 20 і низьколегованих. Випускаються електрозварні труби до умовного діаметра 1400 мм, безшовні - 400 мм. Для мереж гарячого водопостачання можуть застосовуватися також водогазопровідні сталеві труби.
В останні роки ведуться роботи по використанню для теплопостачання неметалевих труб (азбестоцементних; полімерних, скляних і ін.). До їх достоїнств відноситься висока антикорозійна стійкість, а у полімерних і скляних труб і більш низька шорсткість в порівнянні зі сталевими трубами. Азбестоцементні і скляні труби з'єднують за допомогою спеціальних конструкцій, а полімерні труби - на зварюванні, що значно спрощує монтаж і підвищує надійність і герметичність з'єднань. Основним недоліком зазначених неметалевих труб є невисокі допустимі значення температур і тисків теплоносія-приблизно 100 ° С і 0,6 МПа. У зв'язку з цим їх можна використовувати тільки в мережах, що працюють з низькими параметрами води, наприклад в системах гарячого водопостачання, конденсатопроводах і ін.
Арматура, що застосовується в теплових мережах, за призначенням підрозділяється на запірну, регулювальну, запобіжну (захисну), дросселирующие, конденсатоотводящую і контрольно-вимірювальну.
До основної арматури загального призначення відносять зазвичай запірну арматуру, так як вона використовується найбільш широко безпосередньо на трасі теплових мереж. Решта види арматури встановлюються, як правило, в теплових пунктах, насосних і дросселирующих підстанціях і ін.
Основними типами запірної арматури теплових мереж є засувки і вентилі. Засувки застосовуються зазвичай в водяних мережах, вентилі - в парових. Виготовляють їх із сталі і чавуну з фланцеві та муфтовими приєднувальними кінцями, а також з кінцями під приварення труб на різні умовні діаметри.
Запірна арматура в теплових мережах встановлюється на всіх трубопроводах, що відходять від джерела тепла, в вузлах відгалужень з dy> 100 мм, у вузлах відгалужень до окремих будівель при dy 50 мм і довжині відгалуження l> 30 м або до групи будівель з сумарним навантаженням до 600 кВт (0,5 Гкал / год), а також на штуцерах для спуску води, випуску повітря і пускових дренажів. Крім того, в водяних мережах встановлюються секціонуючою засувки: при dy> 100 мм через lceкц <1000 м; при dy =350. 500 мм через lсекц <1500 м при условии спуска воды из секции и ее заполнения водой не более чем за 4 ч, и при dy> 600 мм через lcекц <3000 м при условии спуска воды из секции и ее заполнения водой не более чем за 5 ч.
У місцях установки секціонуючих засувок робляться перемички між подають і зворотними трубопроводами з діаметром, рівним 0,3 діаметра основних трубопроводів, для створення циркуляції теплоносія при аваріях. На перемичці послідовно встановлюються дві засувки і контрольний вентиль між ними на dy = 25 мм для перевірки щільності закриття засувок.
Для полегшення відкриття засувок з dy> 350 мм на водяних мережах і з dy> 200 мм і ру> 1,6 МПа на парових мережах, що вимагають великого обертального моменту, роблять обвідні лінії (розвантажувальні байпаси) з запірним вентилем. В цьому випадку затвор розвантажується від сил тиску при відкритті засувок і ущільнювальні поверхні вживають запобіжних засобів від зносу. У парових мережах обвідні лінії використовуються також для пуску паропроводів. Засувки з dy> 500 мм, що вимагають для свого відкриття або закриття обертального моменту більше 500 Н-м, повинні застосовуватися з електроприводом. З електроприводом передбачають також всі засувки при дистанційному управлінні.
Труби і арматуру вибирають з випускається сортаменту в залежності від умовного тиску, робочих (розрахункових) параметрів теплоносія і навколишнього середовища.
Умовний тиск визначає максимально допустимий тиск, яке тривало можуть витримати труби і арматура певного типу при нормальній температурі середовища + 20 ° С. При підвищенні температури середовища життє допустимий тиск знижується.
Робочі тиску і температури теплоносія для вибору труб, арматури і обладнання теплових мереж, а також для розрахунку трубопроводів на міцність і при визначенні навантажень на будівельні конструкції повинні прийматися рівними, як правило, номінальним (максимальним) значенням в які подають трубопроводах або на нагнітанні насосів з урахуванням рельєфу місцевості. Значення робочих параметрів для різних випадків, а також обмеження при виборі матеріалів труб і арматури в залежності від робочих параметрів теплоносія та навколишнього середовища вказані в СНиП II-36-73.