Какой материал труб применяется для внутренних водостоков
! На примере реального объекта: В нашем случае, 17-ти этажное здание. Чтобы сдать ливневую канализацию, нам необходимо, чтобы она выдержала испытание в 60м водяного столба (6 атмосфер) — SDR26 подходит (выдерживает 6,3 атмосферы). Мы смонтировали сиcтему из литых фитингов СТМ SDR26.
НЕМНОГО ТЕОРИИ
Допустимая нагрузка на трубу (давлением) зависит от величины минимальной длительной прочности материала, обозначили его MRS (Minimum Required Strenght)
ГОСТ 18599-2001
п.3.5 минимальная длительная прочность MRS (МПа): Напряжение, определяющее свойства материала, применяемого для изготовления труб, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет при температуре 20°С данных испытаний труб на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению…
п. 3.6 коэффициент запаса прочности С: Коэффициент, равный для водопроводных труб 1,25….
п.5.1 минимальная длительная прочность MRS (ПЭ-100)=10,0 Мпа
Максимальное допустимое рабочее давление в трубопроводе, обозначили как MOP (Maximum Allowable Operating Pressure)
MOP=2MRS/C(SDR-l)
MOP(SDR26)=2* 10/1,25(26-1)=0,64МПа (6,4 атмосферы) — это значение с коэффициентом запаса прочности 1,25 для водопроводных труб.
Так называемое рабочее давление у нас возникнет при сдаче системы в эксплуатацию «Испытание внутренних водостоков следует производить наполнением их водой до уровня наивысшей водосточной воронки. Продолжительность испытания должна составлять не менее 10 мин. (около часа), и возможно раз в год. Если, например, выпуск трубы в колодце зальётся (мало вероятно), т.е. за 50 лет эксплуатации система будет работать с максимальным рабочим давлением около 2-х месяцев. 99% времени система ливневой канализации будет работать в самотечном режиме. Из этого следует: SDR26 вполне достаточно, при следующих условиях:
1. Трубы изготовлены действительно по ГОСТу из первичного полиэтилена;
2. Монтаж сделан высококвалифицированными специалистами;
3. Монтаж трубопроводов сделан в соответствии с СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов.
ЕЩЕ ОДИН НЮАНС: расчёт был с учётом коэффициента запаса прочности 1,25 для водопроводных труб. Нам известно, что водопроводные трубы из полиэтилена прокладываются в траншеях и в последствии закапываются на глубину, ориентировочно 2м от уровня земли и она «лежит» там при стабильной температуре 3-5°С все время и практически не испытывает температурных деформаций от разницы температур.
Коэффициент линейного удлинения полиэтиленовых труб около 0,18 мм/м (оС)
Трубопроводы ливневой канализации работают внутри жилых отапливаемых зданий и разница температур может достигать в межсезонье 30°С (В здании максимум 30°С, на улице идёт дождь с минимальной температурой воды 0°С), т.е. линейное удлинение 1-го метра полиэтиленовой трубы может достигнуть примерно на 5 мм. Если длина ветки, например, 10 метров, то линейное удлинение ветки может составить 5 см, соответственно в трубопроводе возникают линейные удлинения/сжатия в течении года.
ИТАК:
Учитывая все возможные риски с трубами SDR26 ПЭ100 получается: 6,4 атмосферы — (Км+Кэ+Кл)=6,4-(5%+10%+5%) = 5,12 атмосферы, т.е. 51 метр водного столба (15-17 этажное здание) (в т.ч. коэффициент запаса прочности 1,25 для водопроводных труб).
! ТРУБЫ и ЛИТЫЕ ФИТИНГИ СТМ SDR26 ПЭ100 51м ВОДНОГО СТОЛБА (17-ЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ) — ЭТО НАДЕЖНО.
Какие трубы для внутренних водостоков прослужат дольше и не потребуют длительного ремонта
Все здания должны иметь водосток. Используются наружные и внутренние системы. Внутренний водосток имеет немало преимуществ, главное из которых в том, что он не портит внешнего облика дома. Необходим его монтаж на зданиях с плоской крышей. Трубы для внутренних водостоков отлично справляются с отводом дождевой и талой воды, обеспечивая защиту от влаги и воды стенам и фундаменту.
Обычно система состоит из нескольких основных элементов, но ключевая роль отводится трубам, которые устанавливаются вертикально в стену. Благодаря им, вода с кровли стекает в специальные водосборники или ливневую канализацию. Для обустройства внутреннего водостока используются трубы из различных материалов. Сделать правильный выбор и приобрести трубы, которые смогут прослужить длительное время без ремонта, довольно сложно. Чтобы не ошибиться, нужно детально разобраться в особенностях каждого решения.
Традиционные решения
Трубы для внутренних водостоков могут быть изготовлены из таких материалов:
- оцинкованной стали;
- пластика;
- меди;
- алюминия и др.
Доступным вариантом считается трубы из оцинкованной стали. Они хорошо защищены от коррозии, обладают высокой прочностью, поэтому могут прослужить на протяжении длительного времени. В тоже время имеют немало недостатков. Главный минус заключается в их шумности. Чтобы стекающая вниз вода не доставляла дискомфорт людям, которые в нем проживают или работают, необходимо провести работы по звукоизоляции. Это, в свою очередь, влечет дополнительные расходы, а значит, увеличивается и общая стоимость работ. Еще одним недостатком оцинкованных труб выступает то, что при перепадах температур и замерзании воды они могут быть повреждены.
Медные трубы обладают великолепными эксплуатационными характеристиками. Помимо отменной устойчивости к коррозии, трубы из меди хорошо деформируются при перепадах температур, поэтому успешно используются в разных климатических условиях. Главный их недостаток – высокая цена. Из-за дороговизны в большинстве случаев использовать медные трубы нецелесообразно. Подобным недостатком обладают и трубы из алюминия, которые так же не пользуются большой популярностью в этой отрасли.
Чаще всего используются пластиковые трубы для внутренних водостоков. В их основным преимуществам можно отнести небольшой вес, стойкость к коррозии, бесшумность. Собирается внутренний водосток из пластиковых труб довольно быстро и легко, но состоит он из отдельных элементов. Места стыков со временем могут потерять свою герметичность. В общем, пластиковые трубы – неплохое и недорогое решение, но ФуранФлекс Rainflex превосходит по характеристикам все выше описанные материалы и может прослужить несколько десятков лет без ремонта.
ФуранФлекс Rain – доступно, эффективно, долговечно
Полимерные трубы для внутреннего водостока, изготавливаемые по технологии ремонта внутренних водостоков ФуранФлекс, можно с уверенностью назвать лучшим современным решением. Гибкие чулки можно завести в конструкцию любой сложности, при этом работы будут проведены в минимальные сроки, без разбора стен и других элементов здания. Обустройство внутреннего водостока при помощи инновационной технологии проводится в несколько этапов:
- заведение полимерного гибкого чулка в проем для трубы;
- надувание чулка сжатым воздухом;
- полимеризация труб при помощи горячего пара.
Трубы состоят из стекловолокна, которое выполняет роль каркаса, и полимерных смол. После процесс нагревания паром полимерные смолы становятся твердыми и прочными, к тому же они определяют технические характеристики трубы.
Полимерные трубы для внутренних водостоков могут использоваться для обустройства водостока в новых домах или использоваться для ремонта систем, которые вышли из строя в процессе эксплуатации. Выпускаются они различных диаметров, поэтому могут применяться для зданий различных размеров и назначений.
Основные преимущества современного материала
Водосточные системы ФуранФлекс имеют немало преимуществ, главное из которых заключается в том, что образуется единая труба без стыков и соединений. Благодаря этому, уменьшается риск возникновения протечек, в том числе и со временем.
К другим плюсам можно отнести:
- Высокую эффективность. Трубы имеют идеально гладкую поверхность. Они эффективно отводят воду вне зависимости от ее количества.
- Универсальность. Могут использоваться для обустройства водостоков в любых климатических условиях, так как выдерживают как низкие, так и высокие температуры.
- Простой и быстрый монтаж. Специалистами нашей компании монтаж трубы может быть проведен всего за несколько часов. По завершению работ на площадке нет строительного мусора, поэтому нет дополнительных затрат на его уборку и вывоз.
- Длительный срок службы. Материал обладает отменными техническими характеристиками, устойчив к коррозии, перепадам температур, агрессивным веществам и другим факторам воздействия.
Применение ФуранФлекс для санации внутреннего водостока означает на долгие годы обеспечить эффективную работу и забыть о ремонте и различных неисправностях. Единственным недостатком материала можно назвать то, что монтировать полимерные трубы самостоятельно не удастся, поскольку для этого требуются специальное оборудование. Но экономия на ремонте и обслуживании, а также длительной службе затраты полностью себя окупают. К тому же стоимость услуг наших мастеров по карману всем клиентам. Подробнее узнать о нашем предложении и особенностях современного материала вы можете у наших консультантов.
Какой материал труб применяется для внутренних водостоков
Группа: Участники форума
Сообщений: 5132
Регистрация: 10.8.2006
Из: Тула
Пользователь №: 3646
Прошлой ночью был сильный дождь и произошло следующие https://vk.com/video-65132999_456239094?lis. 5e673f6443e9c65
Выбыло из раструба трубу около стояка. Вот интересно кто виноват?
Труба канализационная лежит под потолком техэтажа. Т.е. разница отметок воронки и горизонтального участка 0,5м. Ну, метр максимум.
Труба должна была выдержать. На таком участке укладывать напорную трубу совсем не обязательно.
Выбило трубу странно. Либо стояк был не закреплен в верхней точке (вниз труба которая уходит). И напором воды постепенно трубу вытянуло из раструба.
Так как при сдаче проливали систему, то держало все норм. Значит не заводской брак. Скорее всего — брак крепления. Было куда под напором воды конструкции разъехаться.
Высказывайте претензии монтажникам.
инж323
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 32174
Регистрация: 4.12.2006
Из: 97
Пользователь №: 5032
Труба канализационная лежит под потолком техэтажа. Т.е. разница отметок воронки и горизонтального участка 0,5м. Ну, метр максимум.
Труба должна была выдержать. На таком участке укладывать напорную трубу совсем не обязательно.
Выбило трубу странно. Либо стояк был не закреплен в верхней точке (вниз труба которая уходит). И напором воды постепенно трубу вытянуло из раструба.
Так как при сдаче проливали систему, то держало все норм. Значит не заводской брак. Скорее всего — брак крепления. Было куда под напором воды конструкции разъехаться.
Высказывайте претензии монтажникам.
из воронки потом сразу трубу в сторону уводят нормальные люди и сразу за раструбом крепеж ОБЯЗАТЕЛЬНО ставят, иначе на к2 напором со временем вытащит трубу из раструба( верней раструб снимет с трубы). На напорных трубах( вода к примеру) из цанговых соединений трубу снимает давлением со временем. аналогично крепеж и на К1 после входа в подвал и летит там с верхнего этажа с приличной высоты, не зависимо от положения высоты унитаза на первом этаже.
Зы. а вчерашнее. у меня драцену ростом под потолок ветром из окна положило на бок пока ходил балкон и окна прикрывал на фиксаторы. Хорошо мебель помешала совсем ей упасть на пол. А под окнами несколько машин резко свинтило на стоянки "не под деревьями", а сам не успел, ветер стих резко и не стал уже переставлять. но ничего не повалило во дворе.
Сообщение отредактировал инж323 — 14.7.2016, 18:03
tough
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 25
Регистрация: 14.7.2016
Пользователь №: 301300
Serg Ivanov
Просмотр профиля
Группа: Модераторы
Сообщений: 9001
Регистрация: 17.1.2006
Из: Кишинёв
Пользователь №: 1877
tough
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 25
Регистрация: 14.7.2016
Пользователь №: 301300
Водяной
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 5132
Регистрация: 10.8.2006
Из: Тула
Пользователь №: 3646
jiexawcr
Просмотр профиля
Группа: Участники форума
Сообщений: 3271
Регистрация: 2.3.2016
Из: Ленинграда
Пользователь №: 291398
СП 73 п6.1.6 Расстояния между средствами крепления чугунных канализационных труб при их горизонтальной прокладке следует принимать не более 2 м, а для стояков — одно крепление на этаж, но не более 3 м между средствами крепления.
Средства крепления следует располагать под раструбами.
Узлы крепления системы канализации из безраструбных чугунных труб следует выполнять в соответствии с рекомендациями изготовителя.
СП40-107-2003 .20 При расстановке креплений:
— количество раструбных соединений на участке трубопровода, ограниченном неподвижными креплениями, должно обеспечивать компенсацию температурных изменений длины этого участка;
— при сборке деталей трубопровода компенсационная способность одного соединения с обычным (не удлиненным) раструбом составляет 11 мм для D = 50 мм и 13 мм для D = 110 мм, что обеспечивает при максимально допустимых температурах компенсацию деформаций участков трубопроводов длиной соответственно 0,8 и 1,0 м.
Примечание — Компенсационная способность раструбных соединений приводится в документации предприятия-изготовителя;
— крепления целесообразно устанавливать у раструбов соединений с резиновым кольцом, что увеличивает жесткость смонтированного трубопровода в направлении, перпендикулярном его оси;
— крепления, установленные на стояках, должны обеспечивать соосность деталей и вертикальность трубопровода, крепления на горизонтальных трубопроводах — прокладку труб с необходимым уклоном;
— не устанавливают неподвижные крепления непосредственно на раструбах;
— между неподвижными креплениями допускается не более двух соединений, используемых в качестве компенсаторов;
— для горизонтальных и вертикальных участков трубопроводов диаметром 50 и 110 мм с обычными раструбными соединениями расстояние между неподвижными креплениями не должно превышать соответственно 1,6 м (для D = 50 мм) и 2 м (для D = 110 мм); расстояние между подвижными креплениями для горизонтальных трубопроводов должно составлять не более 10D, для вертикальных — не более 20D;
— при использовании компенсационного патрубка на горизонтальном трубопроводе расстояние между неподвижными креплениями может превышать указанные выше значения 1,6 м (для D = 50 мм) и 2 м (для D = 110 мм), при этом должна быть обеспечена расстановка промежуточных подвижных креплений на расстоянии 10D друг от друга; в этом случае расстояние между неподвижными креплениями определяется расчетным путем с учетом длины раструба монтируемого компенсационного патрубка;
— при невозможности обеспечить компенсацию температурных удлинений из-за недостаточного количества раструбных соединений на участке трубопровода между двумя неподвижными креплениями используется компенсационный патрубок с удлиненным раструбом;
— между неподвижными креплениями допускается установка только одного компенсационного патрубка;
— при использовании компенсационных патрубков на вертикальных трубопроводах расстояние между неподвижными креплениями не должно превышать 2,8 м, при этом следует предусматривать установку промежуточных подвижных креплений на расстоянии не более 20D друг от друга;
— вертикально расположенные трубы непосредственно над компенсационными патрубками следует жестко закреплять;
— при установке креплений на фасонных частях необходимо предусматривать компенсацию.
В общем дело в креплениях
Serg Ivanov
Внутренние водостоки из ПП-труб
При устройстве внутренних водостоков стальные трубы допускается применять только при наличии вибрационных нагрузок и только на горизонтальных подвесных линиях (см. п. 20.13 СНиП 2.04.01–85). Другие трубопроводы надлежит устраивать из пластмассовых, асбестоцементных и чугунных труб.
Как следует из п. 4.1.3 свода правил СП 40102–2000, «…системы внутренних водостоков для зданий высотой до 10 м допускается выполнять из безнапорных труб, при большей высоте зданий следует применять напорные трубы…». К сожалению, в СП не приводится методика, на основании которой сформулировано это правило. Полностью согласиться с этим правилом трудно. И вот почему. Есть разные пластмассы (имеется в виду их прочность), из которых изготовляются безнапорные трубы [1, 2]. При одном и том же наружном диаметре безнапорные трубы могут иметь разные толщины стенок. К тому же, здания, в которых могут устраиваться внутренние водостоки, имеют не только различную высоту, но и различные по величине водосборные площади. Над зданиями, в зависимости от места их расположения, выпадают дожди различной интенсивности и продолжительности. Внутренние водостоки представляют собой систему, состоящую из водосточного стояка, водосточного выпуска, к которому присоединяется водосточный стояк, и присоединенной к его верхней части напрямую непосредственно либо с помощью горизонтального трубопровода водосборной воронки. Расчеты показали, что на одну воронку могут приходиться различные расходы стоков. Естественно предположить, что должны были бы применяться различные воронки, пропускающие именно расчетные расходы стоков. На самом деле этого нет. Практически во всех случаях используется чугунная воронка одной и той же конструкции. Объясняется это сложившейся практикой устройства внутренних водостоков в московском строительном комплексе. Также известно, что имеется множество водосточных воронок и других конструкций. Водосточные воронки принимают в зависимости [3] от назначения здания и конструкции кровли. В общих случаях конструкция соединения воронки с покрытием должна обеспечивать плавный переход от покрытий к воронке, плотное соединение гидроизоляционного ковра с чашей воронки и надежность крепления воронки к конструкции крыши. В конструкции водосточных воронок также должно быть учтены особенности места их расположения. Водосточная воронка должна иметь такую конструкцию, чтобы были обеспечены быстрый прием всех выпавших на кровлю атмосферных осадков и задержание крупных частиц мусора, листьев, деревьев, бумаги и пр., которые могут попадать на кровлю. Плоские водосточные воронки применяют для плоских кровель (террас), на которых возможно частое пребывание людей. Такие воронки устанавливают заподлицо с кровлей (рис. 1). На плоских кровлях зданий, имеющих парапеты, водосточные колпаковые воронки снабжают иногда переливными съемными патрубками (рис. 2), чтобы в жаркое время года на крыше образовался слой воды, предохраняющий здание от избыточной солнечной радиации. На плоских крышах, имеющих асфальтовые или плиточные покрытия, устанавливается плоская чугунная водосточная воронка (рис. 3). Для жилых зданий с плоской неэксплуатируемой кровлей рекомендуется [8] применять воронки типа Вр7м с условным проходом патрубка 80 мм (рис. 4).В работе [4] совершенно справедливо отмечается то, что все большее распространение в строительстве находят современные кровельные материалы, и ужесточаются требования к увеличению безремонтного срока службы кровель, и что в связи с этим обостряется вопрос о срочной разработке и внедрении современных и надежных водосточных воронок. На практике сложилась ситуация, когда в проектах заложены самые современные материалы, а для организации водоотведения с кровли предлагаются старые знакомые — чугунные воронки. По статистике, 95 % всех протечек кровель происходит в месте примыкания гидроизоляционного полотна к фланцу чугунной воронки. Происходит это вследствие того, что кровля зимой поднимается, а летом опускается, а соединение чугунной воронки со стальной трубой не обеспечивает требуемую компенсацию этих перемещения. К тому же, кровля работает в очень тяжелых температурных условиях. Зимой температура может опускаться до –35 °C (в Москве), летом кровля может разогреваться до +80 °C. Практически все гидроизоляционные материалы — это полимеры. Коэффициент линейных удлинений у полимерных материалов на два порядка больше, чем у чугуна. В месте примыкания гидроизоляции к фланцу воронки гидроизоляционный материал постоянно работает на излом. Каким бы эластичным ни был гидроизоляционный материал, но с течением времени по фланцу воронки происходит разрыв гидроизоляции. Помимо температуры, этому способствуют ветровые нагрузки, УФ-излучение, кислоты и щелочи, старение самого материала, а также пары воды. Как правило, для утепления кровли используются минеральная вата, стекловата, керамзит, т.е. материалы, впитывающие воду. Для предотвращения попадания паров воды в утеплитель под ним укладывается слой пароизоляции. Между чугунной воронкой и пароизоляцией обычно нет герметичного соединения. Пары воды проникают в утеплитель (гигроскопичный утеплитель как бы сам всасывает воду). Намокший утеплитель уже не выполняет свои функции утепления, что приводит к промерзанию и разрушению кровли вокруг воронки. В то же время пары воды конденсируются под гидроизоляцией. При нагреве кровли летом это приводит к «вспучиванию» гидроизоляции (к образованию т.н. пузырей), зимой пары воды замерзают — кристаллы льда, имея острые края, взрезают гидроизоляцию снизу. Все это относится к обычным неэксплуатируемым кровлям, которые до сих пор применяются повсеместно. Кроме того, имея в своем арсенале два типа чугунных воронок (BP1 и BP9), справиться с монтажом сложного «пирога» кровли довольно трудно, а иногда и просто невозможно. Срок службы кровли в целом определяется долговечностью самого ненадежного ее элемента. Какими бы дорогими и долговечными ни были гидроизоляционные материалы, если мы сэкономили на воронках, то результат может быть плачевным — через пару лет может потребоваться капитальный ремонт кровли. В этой связи само собой напрашивается вывод о том, уж если применяются кровельные материалы из различных полимеров, то, по-видимому, необходимо применять и полимерные водосточные воронки. Рекомендуется при разработке водосточных воронок из пластмасс (рис. 5) особое внимание уделять выбору материалов, т.к. они могут находиться под воздействием как достаточно высоких, так и особо низких температур. За рубежом такой опыт уже имеется. Например, австрийская фирма НL производит водосточные полипропиленовые воронки. К преимуществам таких воронок относятся: малый вес; диапазон рабочих температур от –50 °C до +1000 °C; кислотостойкость и щелочестойкость (превосходят в т.ч. чугун и нержавеющую сталь); устойчивость к УФ-излучению (солнечной радиации); возможность организовать водосбор с нескольких уровней (инверсионные кровли); возможность герметизации нескольких уровней кровельного «пирога» (например, герметичное соединение воронки с парогидроизоляцией); коэффициент линейного удлинения материала воронок близок к коэффициенту линейного удлинения гидроизоляционных материалов; также нет необходимости в установке компенсационных патрубков с последующей их зачеканкой. Основной проблемой, с которой сталкиваются при применении кровельных воронок НL, является их излишне широкий ассортимент. Их номенклатура насчитывает около пятидесяти различных типов: воронки для плоских кровель, для балконов и террас; с вертикальным выпуском (DN 40, 50, 70, 100, 125, 150), с горизонтальным выпуском (DN 70, DN 100) или с поворотным шарниром с углом установки выпускного патрубка от 0 до 90° (DN 50, DN 70); с (и без) встроенным саморегулирующимся кабелем электроподогрева, который меняет свою теплоотдачу в зависимости от температуры окружающего воздуха; для эксплуатируемых и неэксплуатируемых кровель; с полимербитумным полотном (заводская заделка) под приварную гидроизоляцию или с обжимным фланцем из нержавеющей стали для любой гидроизоляции; для кровель из профилированного стального листа и т.д. Во внутреннем водостоке здания в зависимости от интенсивности дождя, его продолжительности, водосборной площади, водоприемной способности водосборной воронки и внутреннего диаметра водосточных трубопроводов может иметь место пленочное либо напорное течение дождевой и талой воды [3].При пленочном течении водосточный трубопровод будет работать в безнапорном режиме. При напорном течении какаято часть водосточного трубопровода будет работать в напорном режиме. Стенки водосточных трубопроводов будут подвергаться воздействию внутреннего гидростатического давления pi, величина которого будет определяться высотой сечения от самой нижней точки водостока. Гидростатическое давление будет создаваться и в случае засорения внутреннего водостока, а также при проведении гидростатических испытаний после монтажа. Сечения, которые будут подвергаться воздействию наибольших значений гидростатического давления, будут находиться в водосточных выпусках. Подсчитанные с известными допущениями максимальные значения внутренних гидростатических давлений для сечений внутренних водостоков на уровне первого этажа и гидрозатворов домов типовых московских серий представлены в табл. 1. «…Водосточные стояки, а также все отводные трубопроводы, в том числе прокладываемые ниже пола первого этажа, следует рассчитывать на давление, выдерживающее гидростатический напор при засорах и переполнениях…» (см. п. 20.12 СНиП 2.04.01–85). В жилых домах данных серий максимально возможный гидростатический напор pmax может составить 0,858 МПа (табл. 1).Прочностные расчеты внутренних водостоков из канализационных ПП-труб были проведены по нескольким методикам, имеющим достаточно широкое практическое применение в области конструирования пластмассовых напорных труб [5]. Труба, нагруженная внутренним гидростатическим давлением p, находится в трехосном напряженном состоянии, характеризуемым тремя составляющими напряжениями в стенках σt, σr и σo (тангенциальным, радиальным и осевым). В наиболее нагруженном месте, т.е. на внутренней поверхности стенки трубы, указанные напряжения могут быть вычислены по следующим формулам:где SDR — отношение наружного диаметра трубы D к толщине ее стенки e. Для двухосного напряженно-деформированного состояния (НДС), т.е. когда σo = 0 (для трубопроводов с раструбными соединениями на резиновых уплотнительных кольцах это справедливо), кратковременное разрушающее давление:где σ — предел текучести материала. Значение кратковременного давления, при котором может произойти разрушение данных ППтруб (σ = 25 МПа, D = 110 мм, e = 3,2 мм), вычисленное по (5), составит pраз = 1,5 МПа:SDR = 110/3,2 = 34,4 ⇒ 2/SDR = 0,058;α = 0,942 ⇒ α2 = 0,887 ⇒ α4 = 0,787;1 – α2 = 0,113;3 + α4 = 3,787 ⇒ (3 + α4)0,5 = 1,95 ⇒ (1 – α2)/(3 + α4)0,5 = 0,06 ⇒ (1 – α2)/(3 + α4)0,5σ = 1,5 МПа.В отечественной практике расчет напорных пластмассовых труб производиться по формуле Надаи, в которую входит средний диаметр трубы. В соответствии с американской практикой, расчет напорных пластмассовых труб осуществляется по формуле Барлоу, в которую входит наружный диаметр трубы. В расчетах труб также часто используется формула котла. Значения разрушающего гидростатического давления в трубах вычислены по следующим формулам:причем все полученные значения разрушающего гидростатического давления pраз: 1,5 МПа (6), 1,46 МПа (7) и 1,55 МПа (8) превосходят максимальный напор (величиной 0,858 МПа), которому могут быть подвергнуты канализационные ПП-трубы в случае их использования для устройства внутренних водостоков в домах московских серий. К сожалению, это справедливо только для кратковременного нагружения и только для сечения по телу трубы, т.к. использованы кратковременные значения (σ = 25 МПа) прочности полипропилена и толщина стенки (e = 3,2 мм) тела трубы. Расчеты показывают, что для сечений канализационной полипропиленовой трубы, проходящих по раструбу и желобку, внутренние разрушающие давления будут значительно меньше (табл. 2).Как видно из таблицы, разрушающее давление для сечения по желобку трубы в 1,32 раза меньше максимально возможного напора во внутренних водостоках домов рассмотренных московских серий. Оно соответствует гидростатическому напору, который может возникнуть в здании высотой до 22х этажей (табл. 1). Здесь следует, однако, заметить, что для сечения по желобку, имеющему вертикальные стенки, опасными будут не окружные растягивающие напряжения, которые ранее использовались в расчетах (табл. 2), а осевые. А эти напряжения в кругло-цилиндрической трубе при одном и том же внутреннем давлении всегда в два раза меньше окружных напряжений. Это эквивалентно в наших расчетах тому, что толщина стенки желобка как бы удваивается. То есть, толщина стенки в сечении по желобку может быть приравнена к толщине стенки по телу трубы. Таким образом, наиболее слабым местом будет сечение по раструбу. Толщина стенки в этом месте трубы равняется 2,4 мм. В этом случае при максимально возможном напоре (pmax = 0,858 МПа) в стенках раструба будут возникать растягивающие напряжения σр = 20,6 МПа. Здесь следует обратить внимание на то, что при непрерывном действии растягивающего напряжения в стенках полипропиленовая труба будет непрерывно терять свою прочность и через некоторое время τн разрушится. Это приводит к выводу о том, что исследуемые трубы не смогут обеспечить расчетный срок эксплуатации внутреннего водостока 50 лет. Однако, это не совсем так. В данном случае следует иметь ввиду, что во внутреннем водостоке не может быть постоянного напора в течение всего срока службы [6]. Возникает вопрос, каково время τн нахождения под напором полипропиленовых труб в течение всего расчетного срока службы внутреннего водостока. Анализ показал, что это время включает составляющие:τн = τи + τз + τэ, (9)где τз — время нахождения водостока под напором при засорениях; τи — время нахождения водостока под напором при испытаниях; τэ — время нахождения водостока под напором при эксплуатации. Время испытания τи внутренних водостоков из канализационных полипропиленовых труб «под налив» можно принять равным 20 минут, как это установлено для испытаний внутренних водостоков из труб из непластифицированного поливинилхлорида [7]. Относительно времени τз нахождения внутреннего водостока в засоренном состоянии никаких сведений нет. Априори можно принять τз = 1 сут. Время τэ нахождения внутреннего водостока под действием напора стоков зависит от того, будет ли через водосборную воронку (водосборные воронки), присоединенную к водосточному стояку, поступать расход стоков под напором столба воды. Высота этого столба воды должна быть больше критической величины hкр. Для этого аварийный сброс воды должен быть на уровне ниже hкр. И, кроме того, водосборная площадь, приходящаяся на водосборную воронку, должна быть таковой, чтобы при выпадении дождя с расчетной интенсивностью обеспечивался расход стоков Q, который мог бы создать напорный режим течения в водостоке с расчетным диаметром dр. Расчетных формул для точного определения величины расчетного диаметра труб для внутренних водостоков до сих пор не разработано. В литературе, однако, приводятся методики подбора диаметра труб для внутренних водостоков [3]. В частности, формула для вычисления максимального расхода, который может быть пропущен по внутреннему водостоку в напорном режиме, имеет вид:где H — полный гидростатический напор, равный разности отметок слоя воды на крыше и устья водосточного стояка или водосточного выпуска; S0 — полное гидравлическое сопротивление расчетного участка внутренних водостоков. Величина полного гидравлического сопротивления определяется как:S0 = Al + AмΣζ, (11)где A — удельное сопротивление трения по длине трубопровода; l — длина расчетного участка внутренних водостоков; Aм — удельное местное сопротивление; Σζ — сумма коэффициентов местного сопротивления фасонных частей, установленных на трубопроводе, включая водосточные воронки и выпуски. Удельное сопротивление трения по длине трубопровода:где iт — потери напора, приходящиеся на единицу длины трубопровода. Потери напора, приходящиеся на единицу длины трубопровода, можно определить по формуле Шези:где l — коэффициент гидравлического трения, определяющий в долях динамического давления линейную потерю на длине трубопровода, равной величине его внутреннего диаметра; V — средняя скорость течения стоков; g — ускорение свободного падения. Удельное местное сопротивление:где iмс — потери напора, приходящиеся на одно местное сопротивление. Потери напора на одно местное сопротивление:где ζi — коэффициент местного сопротивления конкретной фасонной части. После совместных преобразований (10)–(15) и замены скорости V на расход Q с использованием уравнения неразрывности струи в сплошном потоке была получена расчетная формула для определения расчетного диаметра внутренних водостоков, работающих в напорном режиме, в виде: При этом коэффициент гидравлического трения l следует вычислять по формуле, справедливой для всех областей гидравлического сопротивления труб. Согласно этой формуле:обозначения и порядок расчетов по (17) приводится в СП 40102–2000.В полученной расчетной формуле неизвестное d представлено в неявном виде, а неизвестное в правой части (16) находится в основании степени с дробным показателем. К тому же, неизвестное d в правой части (17) находится под знаком десятичного логарифма. Отсюда следует, что вычислить неизвестное d возможно только в том случае, если воспользоваться графоаналитическим методом решения трансцендентных уравнений либо использовать машинный счет, для чего требуется специальная математическая программа. Выход из сложившейся ситуации находиться в принятии известных допущений. Одно из допущений заключается в том, что мы соглашаемся для исследуемых канализационных полипропиленовых труб с положением о том, что пластмассовые трубы работают во внутренних водостоках в гидравлически гладкой области гидравлического сопротивления. Здесь удельное сопротивление трения по длине трубопровода:Другим допущением будет являться то, что мы принимаем величину потерь напора на местных сопротивлениях как часть от потерь напора на трение по длине трубопровода в размере 10 %. Тогда в формуле (11) произведение величин Aм и Σζ будет равняться нулю, а:С учетом этих двух допущений: Третье допущение состоит в том, что длина l будет на 20 % больше H. При этом формула для определения расчетного диаметра труб для внутренних водостоков, работающих в напорном режиме, упроститься и примет вид:d = 0,288Q0,382. (21)Расход согласно СНиП [1] определяется по формуле:Q = 0,0001Fq20, (22)где F — водосборная площадь, м2; q20 — интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью 20 минут при периоде однократного превышения расчетной интенсивности, равной одному году (по СНиП 2.04.03–85). Полученные по (21) для внутренних водостоков зданий типовых московских серий (табл. 1, стлб. 1) значения расчетных диаметров d составляют лишь часть от внутреннего диаметра (dв = 103,6 мм) исследуемых канализационных полипропиленовых труб. На этом основании можно утверждать, что во внутренних водостоках (только зданий рассмотренных серий) из канализационных полипропиленовых труб диаметром 110 мм с толщиной стенки 3,2 мм напорный режим течения дождевых и талых вод возникнуть не может. С учетом такого утверждения можно принять, что τн = τи + τз = 25 ч. При коэффициенте запаса, равном 2, это составит 50 ч. Этому времени соответствует прочность 18 МПа, что составляет 72 % от значения кратковременной прочности полипропилена (принято ранее 25 МПа). Растягивающие напряжения такой величины могут быть созданы во внутренних водостоках из исследуемых труб при напоре 0,75 МПа. Такая величина напора позволяет применять канализационных полипропиленовые трубы диаметром 110 мм с толщиной стенки 3,2 мм производства НПО «Стройполимер» в зданиях всех серий, пока что кроме 25этажных серии «Монолит» (табл. 1). Гидростатические испытания (проведенные НПО «Стройполимер») соединений канализационных ППтруб показали, что они являются герметичными при внутреннем гидростатическом давлении до 0,8 МПа. Это говорит о том, что они соответствуют принятому решению о возможности использования канализационных ПП-труб в зданиях всех рассмотренных серий, кроме 25этажных серии «Монолит» (табл. 1). Согласно пункту 20.2 СНиП 2.04.01–85«…воду из систем внутренних водостоков следует отводить в наружные сети дождевой или общесплавной канализации…». В Москве нет общесплавной канализации, а дождевая канализация не всегда охватывает своими трубопроводами строящиеся здания. В примере 2 к п. 20.2 говорится, что отвод воды из внутренних водостоков в бытовую канализацию не допускается, поэтому для отвода воды из внутренних водостоков нужно использовать открытый выпуск, в соответствии с п. 20.3. В нем говорится, что при отсутствии дождевой канализации выпуск дождевых вод из внутренних водостоков следует принимать открыто в лотки около зданий. В примечании п. 20.3 указывается, что при устройстве открытого выпуска на стояке внутри здания должен предусматриваться гидравлический затвор с отводом талых вод в зимний период года в бытовую канализацию. Относительно места расположения водосточных выпусков из пластмассовых труб в СНиП 2.04.01–85 говорится, что они могут располагаться в земле, под полом (п. 17.9), а также открыто в подвалах зданий при отсутствии в них производственных, складских и служебных помещений (п. 17.9в). В настоящее время выпуски (вместе с гидрозатворами и перепускными трубопроводами в бытовую канализацию) внутренних водостоков устраиваются практически во всех зданиях из стальных труб. Присоединение стояков из труб из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ диаметром 110 мм к стальным трубам выпусков производиться с использованием специальных соединений (рис. 6). Анализ уже показал, что соединения (рис. 6а и г) могут быть вполне работоспособными и в случае использования для сборки канализационных ПП-труб со стальными трубами водосточных выпусков. Для этого их концы должны быть оснащены отбортовками, либо на их концы должны быть наварены буртовые втулки. Что касается соединений (рис. 6б и в), то ввиду отсутствия адгезии между полипропиленом и цементом их использовать без специальной термической обработки не следует. Правда, имеется возможность оставить эти соединения так, как они используются. Причем трубы из НПВХ (поз. 6) завершить раструбом. Затем в этот раструб вставить гладкий конец ПП-трубы (это возможно, т.к. у труб из ПП и из НПВХ одинаковый наружный диаметр 110 мм). Для уплотнения такого соединения следует использовать резиновое кольцо круглого поперечного сечения. На данном этапе разработанности вопроса предлагается устраивать подвесные водосточные выпуски совместно с гидрозатворами из канализационных полипропиленовых труб и соединительных частей, и только концевую часть выполнять из стальных труб. При этом все элементы должны быть скреплены поверх специальными металлическими стяжками, т.к. раструбные соединения с резиновыми уплотнительными кольцами не предназначаются для восприятия осевых нагрузок. Это может быть пара хомутов и пара тяг с винтовой нарезкой и гайками. В случае наложения одного из хомутов на раструб, что скажется на усилении его стенки, прочность трубопроводов из ПП возрастет, т.к. расчетным сечением станет сечение, проходящее через тело трубы. При прокладке водосточного выпуска либо какой-то его части в земле тяги могут и не потребоваться. При определенной глубине заложения элементы выпуска будут защемлены грунтом. 1. Ромейко В.С., Отставнов А.А., Сладков В.А., Устюгов В.А. и др. Справочные материалы. Пластмассовые трубы в строительстве. Ч. 1: Трубы и детали трубопроводов. Проектирование трубопроводов. — М.: ТОО «Издво Валанг», 1997. 2. Ромейко В.С., Отставнов А.А., Сладков В.А., Устюгов В.А. и др. Справочные материалы. Пластмассовые трубы в строительстве. Ч. 2: Строительство трубопроводов. Эксплуатация и ремонт трубопроводов. — М.: ТОО «Издво Валанг», 1997. 3. Лобачев П.В. Внутренние водостоки зданий. — М.: Издво «Литературы по строительству», 1967. 4. Якушин С.М. Кровельные воронки для внутренней ливневой канализации // Сантехника, №4/2003. 5. Каган Д.Ф. Трубопроводы из пластмасс. — М.: Химия, 1969. 6. Отставнов А.А., Устюгов В.А. Об использовании труб из термопластов во внутренних водостоках зданий московского района // Сантехника, №1/2005. 7. Ведомственные строительные нормы по монтажу систем внутренней канализации и водостоков из ПВХтруб в жилых и общественных зданий. ВСН 48–96. 8. Бухин В.Е. Полипропиленовые напорные трубопроводы в инженерных системах зданий. Техническая библиотека АВОК. — М.: АВОКПресс, 2010.