Сградни водоснабдителни и канализационни системи

Изграждането или подновяването на вътрешносградните ВиК инсталации е процес, свързан с множество последователни технически дейности. Необходимо е коректно конструиране и проектиране на ВиК инсталациите, за се избегнат последващи аварии или подмяна. От особена важност е изборът на вида тръби и фитинги към тях.
В статията ще разкажем за полипропиленовите и полиетиленовите тръби и фитинги за топла и студена вода, за изолацията на вътрешносградните водопроводни тръби, за вътрешносградните канализационни тръби и фитинги.

През последните десетилетия във вътрешносградните ВиК инсталации все повече се използват различни пластмасови тръби. Използването на такива тръби позволява да се пести метал, да се намалява продължителността на монтаж на тръбопроводите, както и удължаване на техния експлоатационен срок - 50 години. Това обстоятелство се дължи на факта, че пластмасовите тръби не са подложени на корозия, като гладката им повърхност осигурява по-голям мрежов капацитет със същия диаметър. Пластмасите, поради сравнително ниската си цена, гъвкавост и устойчивост към водата, се използват за производство на тръби, предназначени за сградни ВиК инсталации. Те заместват много широко разпространените метални и керамични продукти в инсталациите. Обикновено пластмасата се предпочита пред стоманата с цинково покритие, поради редица нейни предимства - пластмасовата тръба е лека. Гъвкавостта на пластмасата улеснява монтирането є. Сред многото пластмасови тръби най-голям интерес за вътрешни ВиК инсталации представляват полипропиленовите, полиетиленовите и поливинилхлоридните тръби. Използват се също, но по-рядко медни и поцинковани тръби.

Полипропиленови тръби и фитинги за топла и студена вода
Полипропиленовите тръби - PP, са най-често използваните при изграждането на тръбопроводна система в обществени сгради и жилища. Материалът, от който са изработени изделията - PP-R-полипропилен тип 3 кополимер Random - сив, допринася за стабилността и предимството на този вид системи. Полипропиленът, в сравнение с полиетилена, е по-лек, с по-малко линейно разширение и висока термоустойчивост - температурният му експлоатационен диапазон е от -20 до +110°С. Това негово основно свойство позволява монтаж на този вид тръби при ниски температури, както и експлоатацията на изработените системи от PP-R при високи температури. Полипропиленът е по-удароустойчив материал в сравнение с полиетилена. Издържа до натоварвания от 8кN/m2. Тръбите от полипропилен обикновено се произвеждат по метода на непрекъснатата екструзия, което им позволява, макар и със сравнително малка маса, да издържат големи натоварвания, характерни за тръбите от тежките типове, и да се използват на места с повишено натоварване. Дебелината на тръбните стени е така определена, че в края на планирания им експлоатационнен срок, при максимално натоварване и температура от 20°С, тръбата да може да работи с необходимото максимално налягане с определен процент на сигурност. Ако тръбата не работи под максимално налягане по време на периода, срокът є се увеличава. При правилен подбор на тръба и правилна експлоатация, животът на тръбите е 50 години. PP-R-тръбите се произвеждат съгласно стандартите БДС EN ISO15874, DIN4726, DIN8077, DIN8078.

PP-R-тръбите с алуминиево фолио са многослойни тръби. Състоят се от вътрешен полимерен слой придаващ на тръбата устойчивост на корозия и отлагания, както и малко хидравлично съпротивление. Имат неперфорирано алуминиево фолио, както и горен слой от PP-R. Алуминиевият слой се явява защита срещу проникване на кислород. Наличието на дифузна бариера е отлично техническо решение, позволяващо надеждно да се защитят скъпоструващите елементи на водопроводната и отоплителната система - котли, бойлери, радиатори, от агресивното въздействие на кислорода. Така многослойните пропиленови тръби осигуряват по-голяма сигурност на водоснабдителната инсталация, поради по-малките си линейни разширения и високата си усточивост на външни влияния, включително и кислород. Линейното разширение и свиване се явява принципно важна тема за тръбопровода от полипропилен. Алуминиевият слой снижава коефициента на линейно температурно разширение. Намалява температурната деформация с около 5 пъти в сравнение с обикновените полипропиленови тръби.

Напоследък все по-популярна е новата технология COMPOSITE PPR/GFR PPR - полипропиленови стъклофибърни тръби, където алуминиевото фолио е заменено от слой със стъкловлакна. Армирането с последните снижава коефициента на линейно температурно разширение - 0,035mm/(m°C), придава на тръбата необходимата здравина, иначе казано стабилност, поради което, при хоризонтален монтаж тръбите не провисват. Това подобрява експлоатационните свойства на тръбопровода и позволява да се намалят количеството на укрепващите елементи. Особено важно допълнително предимство, е че при тръбите със стъклофибърна вложка не се налага „белене” с острилка за отнемане на горния пластмасов и алуминиев слой. След това операцията е същата като при стандартните тръби. Това значително улеснява монтажа и увеличава производителността на труда.

Алтернативна технология на PP-R-тръбите, е технологията на полипропиленовите тръби-PP-RCT с карбонови нишки-CARBO-CRP. Карбоновите нишки съдържат въглерод в различни модификации. Представляват тънък, продълговат нишков материал с диаметър от 5 до 8 микрометъра състоящ се от карбонови атоми. Карбоновите атоми се свързват заедно, за да образуват микроскопични кристали, ориентирани успоредно на дългата ос на нишката. Специалният процес на образуване на кристални зародиши изменя кристалната структура на статичния кополимер PP-R.

Благодарение на този процес материалът придобива много по-добри температурни и якостни свойства. Коефициентът на температурно разширение на CARBO-CRP-тръбите, е 0,045 mm/mK, което е с една трета по-малко от стойността на същия коефициент за тръбите PP-R-0,15 mm/mK. Тези тръби имат също по-леко тегло-средно с 17%, и 20% по-голям дебит. CARBO-CRP-тръбите, са универсални и съвместими със системите PP-R. Фитингите за свързване на тръбите се произвеждат от същия материал-PP-R, както и от CARBO-CRP. Те са винаги PN20 и затова са подходящи за всички тръби. Най-общо фитингите могат да бъдат следните. Изцяло пластмасови-колена, тройници, редукции Комбинирани пластмасови с метални елементи-холендри, преходи. Кранове-сферични. Допълнителни елементи-скоби, прехвърлящи дъги, компенсатори.

Тръбите от PP-R, както и CARBO-CRP, се свързват главно чрез заваряване и не подлежат на лепене. Възможни са също съединения с резбови фитинги, както и с фланци в конкретни случаи.

Полиетиленови тръби и фитинги за топла и студена вода
Полиетиленовите тръби-РЕ, в сравнение с пропиленовите, притежават по-голяма пластичност и много лесен монтаж. Характеризират се с дълъг експлоатационен срок - до 50 години и се поддържат лесно. Използват се основно за водопроводни и канализационни инсталации. Характеристиките на PE-тръби от различни производители, показват различен възможен температурен диапазон по отношение на приложението. Обикновено той варира между- -20 и +90°C. Тръбите от тази група са устойчиви на ултравиолетови лъчи. Вземайки предвид особеностите на питейната вода, тя трябва да бъде доставяна с тръби, които не корозират и не я замърсяват. В практиката са намерили приложение многослойните полиетиленови тръби. Те се състоят от няколко слоя, като единия от тях е алуминиев с минимална дебелина 0,2 или 0,4 mm. Например, такива са полиетиленовите тръби с алуминиева вложка, с обозначението-PEX-AL-PEX. Те се състоят от три основни слоя, като вътрешния и външния са от омрежен полиетилен-PEX, а средния е от алуминий, който не допуска навлизането на кислород. Тези тръби защитават напълно системата от попадане на кислород. Вътрешният полиетиленов слой, поради своята гладкост, осигурява добра пропускателна способност на тръбата. Този слой е еластичен. Устойчив е на корозия и пропукване причинено от опън, както и на скъсване и химическо въздействие. По този начин се осигурява надеждна защита на алуминиевия слой от влага, кислород и други неблагоприятни фактори. Тези тръби комбинират в себе си преимуществата на метала и полимерните материали, което им дава редица предимства пред останалите видове ВиК тръби. Притежават изключително добри топлофизични характеристики, като максимална работна температура - 95°C, линейно температурно удължение сравнимо с това на металните тръби, коефициент на топлинно разширение - 0,026 mm/mК, работно налягане до 10at, изключително висока степен на хигиеничност, ниска топлопроводимост и т.н. Полагането на този вид тръби е изключително лесно. Не изисква специализирани инструменти за монтаж. Тези тръби са предпочитани при монтаж на бойлер, защото са много по надеждни от меките връзки. PEX-AL-PEX-тръбите, могат при по-малки диаметри да бъдат огънати лесно и с помощта на огъваща пружина. По този начин се спестяват време и фитинги. Металполимерните многослойни тръби не само притежават висока абразивна устойчивост и якост на скъсване, но и са безупречни в хигиенно и токсикологично отношение. Тъй като многослойната тръба не пропуска никаква светлина, растежът на микроорганизми се спрян по надежден начин. За целите на свободния монтаж в сгради, външната обвивка е подсигурена срещу действието на ултравиолетовата светлина. Тръбите обаче не трябва да се излагат на пряка слънчева светлина за по-дълъг период от време, защото бързо стареят от нея. Освен това многослойната тръба ефективно намалява шума от преноса и движение на флуида, както и шума от изпомпването, като по този доставя топлата вода без шум. Многослойните тръби за водопровод, използвани в България трябва да отговарят на изискванията на стандарт БДС EN ISO 21003-1,2 : 2008. Стандартът определя следните класове тръби. Клас1-за водопровод топла и студена вода 60°С. Клас 2-за водопровод топла и студена вода 70°С. За всеки клас има посочени различни температури на водата и съответно времето, за което те може да бъдат приложени в рамките на експлоатационния срок от 50 години.

Фитингите за PEX-AL-PEX-тръбите са изработени от месинг или пластмаса. За производството на месингови фитинги се използва материал, който е устойчив на корозия. Фитингите за обвивката са изработени от полифенилсулфон. Материалът притежава много висока устойчивост на високи температури и механично натоварване. Предлаганите алтернативни пластмасови фитинги са само за компоненти, които не съдържат резбована част. Това цели увеличаване на безопасността на монтажа в най-чувствителната разпределителна зона. Фитингът се притиска с максимална сила от 10t. Пръстеновите уплътнения осигуряват безопасна и плътна връзка. Фитингите са осигурени против течове до крайния експлоатационен срок. Може да се използват както под мазилка, така и над нея. Изключение правят преходниците с вътрешна резба. Препоръчва се те да се използват само върху мазилката. Също така тези преходници не могат да бъдат завити с конична резба. Преди компресирането, положението на края на тръбата във фитинга може да бъде проверено с помощта на контролен отвор. Фитингите не се влияят от температурни промени, натоварване при хода на нагнетяване, усукване или опън. Те се предлагат за размери от D16 до D63. Максималното им налягане е 1,0МРА. Защитени са срещу електромагнитна корозия. Бързо, просто и безопасно се сглобяват. Прецизната конструкция на фитингите и принадлежностите спомага да се избегнат най-честите повреди при сглобяването-неправилно положение на фитинга при притискане на челюстта.

Системата от PEX-AL-PEX-тръби, за разпределение на питейна и топла вода, е с Т-образни разклонения, чрез последователен монтаж, като се използват тройни адаптори или посредством техника, която включва монтирането на колектори. При варианта с колектор, могат да се използват предварително изолирани тръби или тръби поставени в защитна тръба. Арматурните връзки са с накрайници и такива за поставяне по протежението на тръбата. За да подобряване на защитата от шум, арматурните връзки, могат да се допълнят с шумоизолиращи елементи.

Изолация на вътрешносградни водопроводни тръби
Вътрешната водопроводна мрежа не трябва да се инсталира в помещения, където температурата пада под 5°С без да се постави изолация на тръбите и фитингите. Тръбите за студена вода-инсталирани свободно, положени в канали или в стени, трябва да са подсигурени срещу кондензация на влага чрез подходяща изолация. Тръбопроводите за студена вода, инсталирани в топла среда или в близост до отоплителна система трябва да се изолират, за да се предотврати развитието на нежелани микроорганизми. Тръбопроводите за топла питейна вода трябва да се изолират, за да се минимизират топлинните загуби и надлъжното топлинно разширение по системата в съответствие с изискванията на действащите стандарти. За изолация могат да се използват различни материали, като полиуретанова пяна, порест PE, PP, експандиран полистирен, минерална стъклена вата. Минималната препоръчителна дебелина на изолацията за студената вода е 5mm, a за топла вода-10-15mm. Тръбите с изолация трябва да бъдат монтирани с предварително натягане, съгласно указанията на производителя, защото при порестите материали се очаква естествено надлъжно свиване.

Вътрешносградни канализационни тръби и фитинги
В сегашно време вътрешносградната канализация в повечето страни по света се монтира с пластмасови тръби и фитинги. Използването на такива тръбопроводи позволява изключително бърз, технологично усъвършенстван и в същото време надежден монтаж на канализационните тръби.

В Европа сградната канализация се изпълнява от полипропиленови тръби за канализация, чугунени тръби, а понякога и от полиетиленови тръби на челна заварка. Поливинилхлоридни тръби-PVC, в Западна Европа не се използват в сгради. Една от причините е отделянето на хлороргачнични съединения при пожар. Вътрешно-канализационните тръби с диаметър 50mm в санитарните възли, свързват отделните санитарни прибори с вертикалните канализационни клонове. За целта в България се изпoлзват PVC и PP-канализационни тръби. Вертикалните канализационни клонове отвеждат отпадъчните води от санитарните прибори до хоризонталната канализация. Обикновено се изпълняват от тръби с диаметър 110mm-при включени тоалетни, а също и с по-малък диаметър при отвеждане на водите от душове или мивки.

Стандартните битови сградни канализационни тръби от PVC са по-евтини. Те могат да пропускат за кратко време-не повече от 1min, гореща вода с температура до 95°С. В същото време те постоянно могат да се използват, ако движещия се през тях канализационен поток не надвишава 60°С.

Канализационните полипропиленови тръби и фитинги се произвеждат чрез горещо екструдиране на полипропилен и съполимери на пропилена, който се получава в реакцията на полимеризация на пропилен и етилен. Те са в състояние да издържат на температури до 95°С за произволно дълго време. Поради тази причина полипропиленовите канализационни тръби се препоръчват за инсталиране в големи канализационни мрежи без налягане, с отпадъчни води, които се характеризират с висока температура и повишена химическа агресивност-например в лаборатории, медицински институции, химическо чистене и пране и т.н. Инсталирането на канализационните тръби от посочените два вида е напълно идентично.

Полипропиленовите вътрешноканализационни тръби са 15-20 пъти по-леки от подобни тръби, изработени от чугун. Не изискват боядисване или подготовка, лесно се свързват помежду си с фитинги-дъги, тройници, кръстове. Наличието на муфа с уплътнителен гумен пръстен осигурява херметичността на връзката. Високата еластичност на тези елементи и съединения, гарантират надеждна работа на системата за най-малко 50 години.

През последните години в Европа един от важните показатели за качеството на канализационната система е нивото на шума на системата. Днес се отдава голямо значение на борбата с шума в сградите. Полипропиленовите тръби с подобрено звукопоглъщане в съответствие със стандарта БДС EN 1451-1:2018, намират най-широко приложение в канализационните системи Тези тръби имат увеличена дебелина на стената до 3,4mm за тръба DN110. Структурата им е формирана от три работни слоя-гладък вътрешен слой, твърд среден слой, удароустойчив външен слой. Тази многослойна тръбна технология отговаря на предизвикателствата, стоящи пред канализационните тръбопроводни системи в съвременните жилищни и промишлени строителни проекти. Всеки пласт е инженерно проектиран така, че да се постигнат специфични свойства.

Гладкият вътрешен слой, например, може да бъде изработен от полипропиленов кополимер. Той недопуска скъсване на водния поток, в резултат на което се образува се по-малко шум-т.е. подобрява се звукоизолацията. Има бял цвят за да отразява светлината, така че да може по-лесно да се инспектира с ССTV-камера. Създава висок дебит на потока и предпазва от образуването на наслагвания.

Твърдият среден слой, е изработен е от минерално-усилен полипропилен. Той осигурява висока твърдост, изключителна якост и играе ключова роля за доброто звукопоглъщане. Създава висока стабилност на профила.

Удароустойчивият външен слой, също може да бъде изработен е от полипропиленов кополимер. Той предоставя изключителна якост на удар-дори при ниски температури. Не допуска и спукване на муфите.

Според различни оценки, трислойният ръкав с подобна структура намалява нивото на шума от течността, преминаваща в тръбите, най-малко до 20dB. Тази стойност е напълно съвместима със стандарта БДС EN 14366:2005.

Специфичното тегло, достатъчно високата плътност-1,9g/cm3 и по-дебелата стена допринасят за по-ефективно намаляване на шума поради затихване на звуковите вибрации. Неразделен компонент на безшумните канализационни тръбопроводи са специални опорни скоби.

Полипропиленовите канализационни фитинги имат по-висок клас твърдост-SN4. Това се дължи на средно увеличеното тегло с 60%. Увеличеното тегло води до силно подобряване на звукоизолацията. Муфата с нова форма осигурява гладък преход от вмъкнатия край към фитинга, което значително намалява турбулентността. Приложението на хидравлично оптимизиран разклонител позволява свързване на по-голям брой домакинства към вертикален щранг. Това се дължи на значително по-високия дебит в сравнение с конвенционалните разклонители при това с компактен размер.