Этапы проектирования внутренних инженерных систем

Итак, Вы стали или в скором времени станете обладателем собственного дома. Самое время задуматься над тем, чтобы в этом доме было комфортно жить! Планировка дома и интерьер, конечно же, влияют на удобство проживания, но львиная доля именно комфорта обеспечивается тем, что мы чаще всего не замечаем - внутренними инженерными системами - системой отопления, водоснабжения, канализации. Причём чем незаметнее для жильцов работа системы, значит тем лучше она спроектирована и построена. Что же включает в себя процесс проектирования инженерных систем, так ли уж влияет подробный расчет системы на удобство её дальнейшей эксплуатации и комфорт в доме?

Проектирование вообще чего угодно начинается с составления технического задания (ТЗ). Для проекта внутренних инженерных систем чаще всего составление ТЗ представляет из себя заполнение заказчиком совместно с проектировщиком бланка. В ТЗ оговариваются технические детали и особенности будущих систем - типы радиаторов и их размещение, схема прокладки труб, расстановка сантехнических приборов и мебели, наличие "тёплых полов", потребление горячей воды, вид используемого топлива. После того, как ТЗ составлено, начинается собственно работа над проектом. Рассмотрим основные этапы проектирования на примере расчета внутренних инженерных систем для двухэтажного дома с цокольным этажом и мансардой.

Этап первый. Расчет теплопотерь здания по каждому помещению.

Любая капитальная постройка является в определенной степени термосом, сохраняющим внутри себя установившуюся температуру. Даже в климате, где жарко круглый год, теплоизоляция необходима для поддержания в помещениях температуры ниже, чем снаружи. Для наших же широт с настоящими зимами совершенно очевидна задача сохранения тепла в холодное время года. Создать идеальный термос из жилого дома естественно невозможно, всегда присутствуют потери и утечки (теплопотери), которые и компенсирует система отопления.

Таким образом, первый шаг на пути к созданию "незаметного" комфорта - расчет теплопотерь здания в каждом помещении, необходимый для подбора оптимальных параметров системы отопления. Это обеспечит комфортную комнатную температуру в холода, в то же время не будет ненужного избытка тепловой мощности, что привело бы к лишним тратам за впустую сожжённое топливо.

Результирующая таблица теплопотерь
Этажи Помещение Tвнут, °C Tнар, °C S, м2 Qmax/S, Вт/м2 Qmax, Вт
1 0 1 Цокольный этаж Холл 20 -28 18,3 55,98 1024
1 0 2 Постирочная 20 -28 25,7 87,41 2246
1 0 3 Котельная 15 -28 16,5 84,37 1392
1 0 4 Коридор 20 -28 7,7 34,71 267
1 0 5 Серверная 15 -28 10,0 45,78 458
1 0 6 Сан.узел 25 -28 4,6 184,52 849
1 0 7 Гостевая спальня 22 -28 26,1 197,70 5160
1 0 8 Гостевой холл 22 -28 57,0 32,88 1874
1 0 9 Душевая 25 -28 9,2 230,96 2125
1 0 10 Гостевая спальня 22 -28 19,4 70,29 1364
1 0 11 Комната прислуги 22 -28 15,1 73,76 1114
1 0 12 Гардеробная 20 -28 25,8 87,40 2255
1 0 13 Лестница 20 -28 17,0 66,88 1137
1 0 14 Техническое помещение 15 -28 95,8 63,26 6060
1 1 1 Первый этаж Тамбур 20 -28 3,7 369,47 1447
1 1 2 Прихожая 20 -28 24,3 12,90 314
1 1 3 Кабинет 22 -28 26,2 90,86 2381
1 1 4 Кинозал 22 -28 35,6 62,16 2213
1 1 5 Холл 20 -28 53,8 68,58 3686
1 1 6 Кухня / столовая 20 -28 34,9 89,31 3117
1 1 7 Холодильно-кладовая 20 -28 22,2 69,04 1533
1 1 8 Сан.узел 25 -28 3,9 28,49 111
1 1 9 Гараж 15 -28 47,7 134,79 6530
1 1 10 Лестница 20 -28 17,0 83,15 1414
1 1 11 Душевая 25 -28 12,5 93,97 1175
1 1 12 Парилка 20 -28 8,0 40,33 323
1 1 13 Зона отдыха 25 -28 23,6 95,91 2264
1 1 14 Бассейн (зона 1) 32 -28 34,0 124,49 4233
1 1 15 Бассейн (зона 2) 32 -28 65,5 189,31 12418
1 2 1 Второй этаж Холл 20 -28 15,4 120,24 1852
1 2 2 Сан.узел 25 -28 26,1 114,06 2977
1 2 3 Гардеробная 20 -28 35,2 96,21 3386
1 2 4 Холл 20 -28 32,2 75,73 2439
1 2 5 Кабинет 22 -28 30,0 112,59 3378
1 2 6 Сан.узел 25 -28 4,4 28,49 126
1 2 7 Спальня 22 -28 26,1 90,18 2354
1 2 8 Сан.узел 25 -28 4,5 72,28 325
1 2 9 Зона отдыха 22 -28 39,1 58,64 2294
1 3 1 Мансардный этаж Библиотека 20 -28 70,9 91,24 6469
1 3 2 Сан.узел 25 -28 9,6 119,02 1143
1 3 3 Диванная-бильярдная 20 -28 116,3 61,66 1392
1 3 4 Гостевая 20 -28 42,9 104,50 4478
Итого по зданию 1213,9 90,00 108872

По приведенной таблице хорошо видно, что в зависимости от того, где располагаются помещения даже одного назначения и с одинаковым температурным режимом, теплопотери могут значительно разниться. При этом усредненное значение теплопотерь по всему зданию подтверждает довольно известную формулу для упрощенного расчета: 90-100 Вт/м2.

Этап второй. Расчёт системы отопления.

Если в дополнение к основному отоплению предлагается отопление теплыми водяными полами, то их расчет и проектирование выполняется в первую очередь. Тепло, произведенное полами, учитывается в системе радиаторного отопления , оптимизируя размеры радиаторов. В зависимости от материала покрытия пола (плитка, ковролин, ламинат и пр.) и толщины стяжки рассчитывается шаг укладки трубы в петлях "тёплых полов" для равномерного нагрева поверхности до комфортной температуры. Без этих расчетов можно получить пол, нагретый полосами, или обжигающий ноги, или потратить на укладку петель больше трубы, чем это необходимо.

Схема укладки труб в петлях польного отопления наносится на поэтажные планы.

Далее производится подбор отопительных приборов для каждого помещения, учитывая наличие "тёплых полов". Схема расстановки отопительных приборов также наносится на планы здания.

Приборы расставлены, схема разводки трубопроводов и их протяженность определена. Самое время решить вопрос доставки тепла из котельноый во все помещения - рассчитать гидравлические параметры системы.

Про гидравлический расчет системы отопления часто забывают, однако, это очень важная составляющая проекта. На основании гидравлического расчета подбираются насосы, балансировочные узлы и диаметры трубопроводов. Можно потратить деньги, купить с большим запасом радиаторы, котлы, насосы, а система отопления не будет работать, окажется гидравлически не сбалансированной.

Для проверки и дальнейшего контроля процесса монтажа создается общая схема всей системы отопления и описание схем обвязки отопительных приборов, коллекторов и укладки трубопроводов "тёплых полов".

Этап третий. Проектирование индивидуальной котельной установки (ИКУ).

Рассказать в общих чертах о расчёте и подборе котельного оборудования достаточно сложно. Даже особенно сложно именно в общих чертах, это большая тема для отдельной статьи, причём не одной.

На этапе составления и обсуждения ТЗ оговариваются такие вопросы, как тип энергоносителя (топлива), резервирование мощности, возможность зонального управления системой отопления (например, по этажам), потребность в горячей воде, использование резервных энергоносителей и пр. С учетом мощности, рассчитанной для системы отопления, и всех договоренностей и пожеланий, подбирается котельное оборудование и составляется гидравлическая схема котельной. Также проводится гидравлический расчет, подбираются диаметры труб, приборы контроля и устройства безопасности.

Современные экономичные котельные подразумевают наличие системы погодозависимой автоматизации. Схема автоматики котельных прочно обосновалась в проектах.

Грамотно рассчитанное и подобранное котельное оборудование при регулярном сервисном обслуживании 1 или 2 раза в год будет надежно работать, не требуя особого внимания. А система автоматического управления избавит от необходимости походов жильцов в котельную для ручной регулировки контуров отопления.

Этап четвертый. Расчёт системы водоснабжения.

Система водоснабжения проектируется на основании выданных заказчиком планов расстановки сантехники. Казалось бы, что в этой системе сложного? Есть источник воды, известно где этой водой надо пользоваться, остается только проложить трубы... и внезапно оказаться в ситуации, что для того, чтобы из смесителя в санузле мансардного этажа пошла вода, надо во всём доме закрыть все остальные краны. Или, допустим, ошпариться, принимая душ, если кто-то из домочадцев в это время слил воду в унитазе.

Тем не менее, начинается расчет со схемы разводки труб, которая в дальнейшем опять-таки наносится на поэтажные планы.

Чтобы не случилось описанных выше курьезов и неприятностей, проводится гидравлический расчет, подбираются диаметры труб. Если источник воды не обеспечивает нормального давления (бывают такие проблемы в загородных водопроводах, да и в городских случаются), чтобы вода из крана лилась с напором, а не пародировала весеннюю капель, подбирается повысительная насосная установка.

А замечали, бывает при открытии крана горячей воды сперва некоторое время льётся холодная, и только потом теплеет? Даже Ипполит Матвеевич из к/ф "Ирония судьбы, или с лёгким паром!" некоторое время принимал холодный душ прежде, чем "тёпленькая пошла". Это связано с тем, что пока кран закрыт вода в трубах никуда не течет и остывает до окружающей температуры. Когда Вы открываете кран, сперва выливается вода, находившаяся в трубе, и только спустя некоторое время приходит горячая вода из водонагревателя. Чем дальше кран от источника горячей воды (в нашем случае водонагревателя в котельной), тем дольше приходится ждать, пока сольётся холодная вода (трубы подбираются обычно из расчета скорости воды около 1 м/с). И поверьте, даже 7-8 секунд ожидания - это сильно заметно, можете проверить с секундомером.

Но для тех, кому нужен комфорт и кто не любит ждать, есть решение - система рециркуляции горячей воды. К смесителю подводятся 2 трубы для горячей воды - подающая и обратная линии. Пока кран закрыт, горячая вода циркулирует по кругу от водонагревателя к смесителю и обратно, не успевая остывать. Таким образом, никакую остывшую воду сливать не нужно, и из крана сразу пойдёт горячая вода. Во многих городских квартирах нет такого уровня комфорта!

Опять же для инженеров и монтажников, которые будут выполнять работы по проекту, создается общая монтажная схема всей системы водоснабжения.

Этап пятый. Расчёт системы канализации.

Вот без чего совсем некомфортно жить современному человеку, так это без системы канализации в доме. И в то же время именно про канализацию меньше всего хочется вспоминать, а лучше бы не замечать эту систему вообще. И помочь в исполнении такого простого и понятного желания может специалист, который рассчитает и предусмотрит всё, что нужно: разработает схему разводки канализационных труб с необходимым уклоном, чтобы всё утекало и нигде не застревало, исходя из данных о стандартном расходе стоковых вод рассчитает диаметры труб, подберет напорную канализационную установку, если в этом есть нужда (например, если сантехника расположена ниже уровня общего вывода канализации), предусмотрит вентиляционные стояки с соответствующими клапанами, сливные трапы и дренажные насосы.

Трубопроводы и прочие элементы системы канализации наносятся на поэтажные планы.

Для лучшего восприятия взаимного расположения элементов системы, труб и стояков составляется монтажная схема системы канализации.

Заключительный этап.

По всем рассчитанным системам составляются подробные спецификации, включающие всё оборудование, материалы и работы. Это помогает уберечь заказчика от покупки материалов и оборудования "на глазок", с запасом по количеству или мощности, внушительных затрат на доукомплектацию при нехватке материалов, которая может обнаружиться в процессе монтажа.

Проектные листы подшиваются в виде альбома с чертежами и пояснительной запиской. Проект позволяет увидеть внутренние инженерные системы первоначально на бумаге, понять, где желательно что-то добавить, на чём можно сэкономить, согласовать решения с подрядчиками по смежным системам, например, с электриками, слаботочниками, газовщиками, строителями, вентиляционщиками и пр.

С примерами проектов можно ознакомится в разделе:«Наши работы»