СН 510-78, часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4

7.13. Система подогрева должна обеспечивать расчетную температуру воды на концевых участках сети.

7.14. Укладку греющего кабеля следует предусматривать непосредственно по поверхности трубы. Для предохранения его от механических повреждении, а также для более эффективного использования тепла за счет повышения теплоотдачи к трубопроводу, рекомендуется сверху кабеля укладывать профильную антисептированную деревянную рейку.

7.15. Применение электроэнергии для подогрева жидкостей или трубопроводов должно обосновываться технико-экономическими расчетами.

7.16. Контроль за тепловыми режимами водопровода, а также управление этими режимами должны осуществляться централизованной диспетчерской службой, оснащенной необходимыми приборами для обеспечения наблюдения:

за температурой воды в характерных точках водопроводной системы; за работой систем подогрева воды;

за расходами воды в системе водопровода и у потребителей.

В зимнее время данные о температуре воды, переданные на диспетчерский пункт приборами или дежурным персоналом по телефону, должны регистрироваться через каждые два часа.

7.17. При наступлении положительных температур воздуха тепловой контроль ведется в тех случаях, когда он необходим для технологических целей.

7.18. Водоводы и водопроводные сети надземной или канальной прокладки, имеющие большие тепловые потери или работающие с большой неравномерностью водопотребления, следует защищать от замерзания автоматическими выпусками воды (рис. 21).

Рис. 21. Автоматический выпуск воды

1 — корпус; 2 — диафрагма; 3 — седло; 4 — клапан; 5 — шайба; 6 — прокладка; 7 — отверстие; 8 — шток; 9 — диск; 10 — стакан; 11 — ограничитель; 12 — гайка; 13  — стакан; 14 — регулятор; 15 — труба

7.19. Автоматические выпуски обеспечивают работу системы:

при отсутствии электропитания;

за счет автоматического включения в работу при появлении угрозы замерзания водопровода, а также автоматического прекращения сброса воды при повышении ее температуры в водопроводе до нормы;

за счет наличия в регуляторе устройства, позволяющего задавать в интервале температур, близких к нулю (от 0,2 до 1,5°С), определенную степень охлаждения воды в трубопроводе, при которой начинается ее сброс.

7.20. В наиболее характерных точках водопроводной системы следует предусматривать установку автоматических выпусков воды с телеустройством, сигнализирующим на диспетчерский пункт об отклонении теплового режима водопровода от нормы (рис. 22).

Рис. 22. Телеустройство автоматического выпуска воды

a — конструкция телеустройства; б — схема телеустройства автоматического выпуска воды; 1 — выпуск; 2 — диэлектрический стержень; 3 — электропроводящий контакт; 4 — резьба; 5 — сальник; 6 — проводник; 7 — нижний контакт; 8 — медная фольга; 9 — головка контакта в верхней камере автоматического выпуска; 10 — контакт на верхнем диске диафрагмы; 11 — телефонный провод; 12 — трансформатор 220Х12; 13  — лампа К-12 на 12В; 14 — реле; 15 — звуковой сигнал

7.21. Автоматический выпуск воды с телеустройством следует применять также при автоматической работе водопроводных систем (автоматическое включение дополнительных средств подогрева воды или резервных насосных агрегатов).

8. ТРУБОПРОВОДЫ И ТРУБОПРОВОДНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

8.1. В соответствии с требованиями глав СНиП по проектированию наружных сетен и сооружений водоснабжения и канализации в районах распространения вечномерзлых грунтов:

для водоводов и сетей водопровода необходимо применять стальные и пластмассовые трубы; чугунные трубы допускается применять при подземной прокладке в проходных каналах. Применение железобетонных и асбестоцементных труб не допускается;

материал труб для напорных сетей канализации следует принимать как для труб водопроводных сетей;

для самотечных сетей канализации надлежит применять трубы полиэтиленовые и чугунные с резиновой уплотнительной манжетой.

8.2. При наземной и канальной прокладке водопроводных сетей из стальных труб следует применять компенсаторы упругого (П-, Л-образные) и разрезного (самоуплотняющиеся) типов (рис. 23, 24, 25, 26).

Рис. 23. Самоуплотняющийся компенсатор для воды

1 — стакан, 2 — эластичное кольцо; 3 — обойма; 4 — полость под эластичным кольцом; 5 — патрубок

Рис. 24. Двусторонний самоуплотняющийся компенсатор для воды

1 — стакан; 2 — патрубок; 3 — эластичное кольцо; 4 — неподвижная опора; 5 — основание неподвижной опоры; 6 — скользящая опора

Рис. 25. Двусторонний самоуплотняющийся компенсатор для воды

1 — стакан; 2 — патрубок; 3 — эластичное кольцо; 4 — неподвижная опора; 5 — основание неподвижной опоры; 6 — скользящая опора

Рис. 26. Самоуплотняющийся компенсатор для воды с устройством против разрыва

Компенсаторы упругого типа надлежит принимать на напорных трубопроводах диаметром до 300 мм; при диаметре труб свыше 300 мм следует применять самоуплотняющиеся компенсаторы.

8.3. Компенсаторы разрезного типа следует применять при укладке трубопроводов всех диаметров в канале или тоннеле.

8.4. На трубопроводах водопровода следует предусматривать установку стальной незамерзающей арматуры, конструкция которой должна обеспечивать:

отказ от внешнего обогрева;

использование тепла воды, протекающей в трубопроводе, для восполнения тепловых потерь арматуры;

размещение затвора арматуры в потоке воды или близко к трубопроводу;

автоматический слив воды, находящейся выше затвора (за затвором по направлению движения воды), после каждого отключения арматуры;

сокращение площади поверхностей контакта частей арматуры с окружающим воздухом;

исключение замкнутых объектов в арматуре, удаленных от теплового потока, в которых возможно замерзание воды;

применение в затворах и сальниках принципа самоуплотнения.

Рис. 27. Установка незамерзающей арматуры на водопроводе

1 — пожарный гидрант для сети наземной прокладки; 2 — пожарный гидрант для подземной сети; 3 -плунжерный кран; 4 — водоразборная кнопка; 5  — аэрационный клапан; 6  — выпуск; 7 — задвижка для перемычек; 8 — незамерзающая подставка под манометр; 9 — прибор для измерения толщины льда на внутренних стенках труб; 10 — самоуплотняющийся компенсатор; 11 — вантуз; 12 — уловитель с промывкой

8.5. Примеры установки незамерзающего водопроводного оборудования (рис. 27):

Пожарный гидрант для сети

наземной прокладки .................. Устанавливается сверху трубы, расстояние от верха трубы до клапана не более 50 мм

Пожарный гидрант для

подземной сети ............................ Врезается в трубу сбоку, так чтобы корпус гидранта на 0,5 диаметра трубы погружался в трубопровод

Плунжерный кран ....................... Устанавливается сбоку трубы, корпус крана располагается горизонтально

Водоразборная колонка

с опорожнением стояка

в емкость ..................................... Устанавливается сверху трубы, емкость погружается в трубопровод

Аэрационный клапан ................. Устанавливается сверху трубы, корпус погружается в трубопровод на 70% своей высоты

Выпуск ......................................... Врезается у дна трубы сбоку, ось шпинделя составляет с горизонтальной плоскостью угол от 10 до 15°

Задвижка для перемычек ............ Устанавливается снизу трубы

Незамерзающая подставка

под манометр ............................... Устанавливается сверху трубы, корпус подставки погружается в трубопровод

Самоуплотняющийся

компенсатор ................................ Эластичное кольцо устанавливается за середину стакана компенсатора в сторону его перехода

Вантуз .......................................... Устанавливается сверху трубы

Прибор для измерения

толщины льда на внутренних

стенках труб ............................... Корпус прибора устанавливается так, чтобы его дно располагалось по оси трубопровода. Измерительная трубка поднимается выше тепловой изоляции

Уловитель с промывкой ............. Ось решеток устанавливается горизонтально и перпендикулярно оси трубопровода, выпуск располагается снизу

8.6. Для увеличения времени остановки водовода и повышения надежности его работы следует применять арматуру, обеспечивающую работу трубопровода в ледовых режимах. Примеры арматуры, работающей при оледенении трубопровода на 50% живого сечения трубы, показаны на рис. 28 и 29.

Рис. 28. Конструкция выпуска воды при оледенении трубопровода на 50%

1 — трубопровод; 2 — корпус арматуры; 3 — клапан; 4 — шпиндель; 5 — ходовая гайка; 6 — нажимная гайка; 7 — уплотнение шпинделя; 8 — выпускной патрубок; 9 — теплоизоляция; 10 — лед

Рис. 29. Конструкция аэрационного клапана при оледенении трубопровода на 50%

1 — трубопровод; 2 — корпус арматуры; 3 — клапан; 4 — уплотнение; 5 — шпиндель; 6 — нажимная гайка; 7 — теплоизоляция

8.7. Конструкцией арматуры, устанавливаемой на трубопроводах в ледовых режимах, должно предусматриваться:

размещение входных каналов и затвора в середине сечения трубопровода;

автоматический слив воды из корпуса после закрытия затвора;

расположение выходных каналов снизу трубопровода;

применение деталей, влияющих на тепловые потери арматуры, из материалов с низким коэффициентом теплопроводности или их теплоизоляцию.

9. КОЛОДЦЫ, УЗЛЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЙ НА СЕТЯХ

9.1. При подземной прокладке водопроводных труб следует применять сборные железобетонные колодцы с водонепроницаемыми стенками и днищем. Конструкцией узлов сопряжения труб с колодцами должна предусматриваться возможность неравномерной осадки колодцев и трубопроводов.

9.2. При проектировании колодцев для пучинистых грунтов надлежит предусматривать меры, исключающие «выталкивание» колодцев из грунта: обратную засыпку непучинистыми грунтами, гидроизоляцию вокруг колодцев из глинобетона и отвод поверхностных вод.

9.3. Устройство открытых лотков в колодцах на сетях канализации не допускается; для прочистки труб следует предусматривать ревизии (рис. 30).

Рис. 30. Смотровой колодец на сети канализации, оборудованный закрытой ревизией с клиновым уплотнением крышки

1 — труба; 2 — ревизия; 3 — колодец; 4 — дно колодца (бетон); 5 — эластичное уплотнение

9.4. На водоводах, состоящих из двух ниток, следует применять узлы переключения по перекрестной схеме (рис. 31).

Рис. 31. Узел переключении с перекрестными перемычками

9.5. Проектирование сооружений для условий вечномерзлых грунтов должно выполняться в соответствии с требованиями главы СНиП но проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлый грунтах и главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

10. ПЕРЕХОДЫ ТРУБОПРОВОДОВ ЧЕРЕЗ ДОРОГИ, ВОДОТОКИ, ОВРАГИ

10.1. Переходы трубопроводов через улицы, железные и автомобильные дороги надлежит осуществлять в каналах или стальных футлярах; надземная прокладка трубопроводов на стойках или по эстакадам допускается в случаях, когда прокладка сети водопровода на данном участке трассы осуществляется на стойках или по эстакадам.

Переходы трубопроводов через водные преграды, овраги и другие препятствия следует предусматривать надземной прокладкой на стойках или по эстакадам (рис. 32).

Рис. 32. Переходы через водотоки

а — переход через реку на железобетонных опорах; б — переход через реку на свайных опорах; 1 — опоры из железобетонных колец; 2 — подвесные опоры; 3 — сварные опоры; 4 — подвесные опоры

10.2. Бесканальная прокладка трубопроводов, а также устройство дюкеров не допускается.

10.3. На трубопроводах с обеих сторон переходов следует предусматривать колодцы, размещая в них вентиляционные шахты и водоприемные приямки.

10.4. Каналы на переходах через улицы и дороги следует принимать из железобетонных деталей заводского изготовления; применение дерева и кирпича не рекомендуется.

11. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

11.1. Величину термического сопротивления теплоизоляции, а также ее конструктивные решения (кольцевая, засыпная, ограждения каналов и пр.) следует выбирать на основании технико-экономических расчетов.

11.2. При выборе теплоизоляционных материалов следует учитывать:

условия эксплуатации трубопроводов в резко переменных температурно-влажностных режимах при прокладке их на открытом воздухе и в вентилируемых подземных каналах;

влияние ветра, дождя и снега при эксплуатации труб на открытом воздухе;

возможность механических повреждении трубопровода;

стоимость доставки материалов;

ограниченные сроки производства наружных строительных работ с мокрыми процессами.

11.3. При наземной прокладке трубопроводов в земляных валиках в качестве теплоизоляции надлежит использовать местный или привозной грунт, а также подстилающие засыпки из горелых пород, мхов или торфов.

11.4. При надземной прокладке трубопроводов в каналах следует применять кольцевую теплоизоляцию.

11.5. При бесканальной прокладке труб следует применять тепловую изоляцию из водонепоглощающих пеноматериалов с замкнуто-ячеистой структурой.

11.6. В качестве теплоизоляции трубопроводов надлежит применять высокоэффективные изоляционные материалы на базе стекловолокна н пенопластов, а также пенобетонные и диатомовые сегменты.

11.7. При изоляции трубопроводов минеральной ватой следует предусматривать устройство прочного н влагонепроницаемого защитного слоя.

11.8. Для трубопроводов, транспортирующих жидкости с температурой не выше 95°С, в качестве теплоизоляции рекомендуется использовать антисептированную деревянную рейку.

11.9. Для защиты кольцевой теплоизоляции необходимо применять алюминиевый лист, асбестоцементную штукатурку по проволочной сетке или рулонные изоляционные материалы.

Применение толя, а также мешковины и других тканей с масляной покраской не допускается.

11.10. При надземной прокладке трубопроводов рекомендуется применять дополнительную защиту изоляции деревянной рейкой, покрытой битумом.

11.11. Древесные опилки, торф, мох и другие органические материалы допускается применять для трубопроводов со сроком эксплуатации 1 — 2 года, прокладываемых на низких опорах в деревянных коробах.

12. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

12.1. Особенностями проектирования сетей водоснабжения и канализации в районах распространения вечномерзлых грунтов, определяющими их технологические и конструктивные решения, являются отрицательная в течение длительного периода года температура окружающей среды (воздуха, грунта) и резкое изменение физико-механических свойств большинства грунтов при их оттаивании.

12.2. Номенклатуру мерзлых грунтов надлежит принимать в соответствии с номенклатурой, приведенной в главе СНиП по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах.

12.3. Основными характеристиками температурного режима грунта являются среднегодовая температура, глубина сезонного промерзания и оттаивания, а также минимальная температура грунта на глубине заложения трубопровода.

12.4. Среднегодовую температуру грунта t_o в естественных условиях следует принимать по данным разовых измерений, проведенных на глубинах, указанных в табл. 1.

Таблица 1

12.5. Глубина сезонного оттаивания грунта H _т должна приниматься наибольшей из ежегодных максимальных глубин за срок наблюдений не менее 10 лет:

в пределах застройки — по данным наблюдений на осушенной площадке без растительного и торфяного покрова, очищаемой весной от снега;

вне населенных пунктов — на площадке с естественными условиями.

При отсутствии указанных данных глубину сезонного оттаивания грунта Н _т следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с п. 12.17.

12.6. Глубина сезонного промерзания грунта Н_м должна приниматься равной средней из ежегодных максимальных глубин по данным наблюдений за срок не менее 10 лет:

в пределах застройки — по данным наблюдений на осушенной площадке без растительного и торфяного покрова, очищаемой зимой от снега;

вне населенных пунктов — на площадке с естественными условиями.

При отсутствии указанных данных глубину сезонного промерзания грунта Н_м следует определять теплотехническим расчетом, в соответствии с п. 12.16.

12.7. Минимальную температуру грунта t_r в расчетах следует принимать равной минимальной среднемесячной температуре грунта на глубине заложения трубопровода (считая от поверхности грунта до оси трубы или середины канала), определяемой по данным наблюдений за срок не менее 10 лет.

При отсутствии данных расчетную температуру грунта t_r надлежит определять теплотехническим расчетом в соответствии с п. 12.15.

12.8. При проектировании сетей водопровода в канализации в зависимости от физико-механических и мерзлотных свойств грунтов следует учитывать возможную осадку трубопроводов при оттаивании грунтов; при этом давление трубопроводов на грунт допускается не учитывать.

Основные положения теплотехнических расчетов

12.9. Теплотехническими расчетами определяется температурный режим сетей водопровода и канализации, а также окружающих их грунтов.

12.10. Теплотехнические расчеты следует производить для принятого гидравлического режима работы трубопроводов.

12.11. Принятые в теплотехнических расчетах основные обозначения и определения приведены в прил. 1. Примеры теплотехнических расчетов даны в прил. 2.

Температурный режим грунтов

12.12. Температурный режим грунтов характеризуется их среднегодовой температурой t_o , минимальной среднемесячной температурой грунта на глубине заложения трубопровода t_r и глубиной сезонного промерзания и оттаивания грунтов Н_м и Н _т , принимаемых в соответствии с указаниями, приведенными в пп. 12.4 — 12.7.

12.13. При определении значений температурного режима грунтов t_o , t_r , Н_м и Н _т теплотехническими расчетами следует учитывать возможные изменения теплофизических свойств грунтов, их влажности и условий теплообмена па поверхности, которые произойдут в результате освоения территории.

12.14. В теплотехнических расчетах суммарную влажность грунта w_c Для площадок, где сохраняется естественный покров и природный режим грунтовых вод, следует принимать равной естественной; для площадок, где предусматривается вертикальная планировка, осуществление мероприятий по регулированию поверхностного стока или по понижению уровня надмерзлотных вод и другие меры по инженерной подготовке территории, приводящие к уменьшению влажности грунтов, величина w_c принимается равной для:

песков w_c = w_p = 0,15 ¸ 0,25;

супесей w_c = 0,5 w _т =0,10 ¸ 0,15;

суглинков w_c = w_м = 0,02 ¸ 0,07,

где w_p  — влажность на границе раскатывания в долях единицы;

w _т — влажность на границе текучести в долях единицы;

w_м  — максимальная молекулярная влагоемкость грунта в долях единицы.

12.15. Минимальную температуру грунта t_r следует определять по формуле

t_r = t₀ + W _э АВ, (11)

где А — определяется по графику рис. 33 и зависимости от t _з ;

W _э  — отрицательная сумма градусо-часов за зимний период года (минимальная за срок наблюдений 10 лет);

t _з — продолжительность периода года с отрицательными среднемесячными температурами воздуха (зимний период), ч.

Рис. 33. Номограмма для определения значения А

Значение В находится по номограмме рис. 34 по параметрам j и m :

(12)

Величина коэффициентов теплопроводности l _м и объемной теплоемкости С_м мерзлого грунта принимается для значений влажности и объемной массы грунта в естественных условиях. Для территории застройки значение S принимается равным нулю, т.е. значение В находится по номограмме рис. 34 при j = 0. При определении значения t_r для участков вне населенных пунктов толщина снежного покрова при вычислении значения S по формуле (68) принимается равной минимальной среднезимней за срок наблюдений 10 лет.

Рис. 34. Номограмма для определения значения В

12.16. Глубину сезонного промерзания грунта Н_м , м, надлежит определять по формуле

(13)

где t _з  — средняя температура воздуха, °С, за период с отрицательными среднемесячными температурами воздуха — средне-зимняя температура воздуха (принимается со знаком плюс);

t _з — продолжительность периода с отрицательными среднемесячными температурами воздуха (зимний период), ч.

За расчетную среднезимнюю температуру воздуха следует принимать минимальную среднезимнюю температуру за срок наблюдении 10 лет.

Определение теплоты замерзания грунта q надлежит производить по формуле (69) при значении w_н = 0.

При вычислении глубины промерзания грунта для участка на территории застройки снежный покров не учитывается, т.е. в формуле (68), по которой вычисляется значение S , принимается Н_с = 0. Величины коэффициентов теплопроводности l _м и теплоемкости С_м грунта и теплота замерзания грунта q определяются для значений влажности грунта на застроенной территории. Значения влажности грунта на этой территории следует принимать согласно указаниям, приведенным в п. 12.14.

При вычислении глубины промерзания грунта для участков, расположенных вне населенных пунктов, толщина снежного покрова принимается равной минимальной среднезимней за срок наблюдений 10 лет. Величины коэффициентов теплопроводности l _м и объемной теплоемкости С_м грунта и теплота замерзания грунта q определяются для влажности грунта в естественных условиях, если не предусматриваются мероприятия по осушению грунта по трассе трубопровода; в случае осушения грунтов вдоль трассы значения указанных величин принимаются как для участков в пределах населенных пунктов.

12.17. Глубину сезонного оттаивания грунта Н _т , м, надлежит определять по формуле

(14)

где t ₁ = 1,4 t _л +2,4; (15)

t ₁ = 1,15 t _л +360;

t _л — средняя температура воздуха за период положительных температур, °С;

t _л  — продолжительность периода с положительными температурами воздуха, ч;

q₁ = q + 0,5 C _т t _л ; (16)

Q _м =   , (17)

где t _з — средняя температура воздуха за зимний период, °С;

t _з — продолжительность зимнего периода, мес.

Значения t _л и t _л следует принимать по табл. 1 главы СНиП по строительной климатологии и геофизике, причем для климатических подрайонов 1Б и 1Г значения t _л и t _л принимаются с коэффициентом 0,9.

Коэффициент h определяется по номограмме рис. 35 в зависимости от , где R_c =  — термическое сопротивление снежного покрова; Н_с — толщина снега; l _с — коэффициент теплопроводности снега (табл. 3).

Если глубина сезонного оттаивания определяется для участков, с поверхности которых снег сдувается или счищается, значение коэффициента h принимается равным 1. Значение коэффициента К_м в формуле (17) определяется по номограмме рис. 35 в зависимости от продолжительности зимнего периода t _з , мес и величины коэффициента К_о .

Рис. 35. Номограмма для определения вспомогательных величин К_о , К_м , h

Значение коэффициента К_о предварительно находится по графику рис. 35 по величине средней годовой температуры грунта t_o .

Теплота таяния льда в грунте q вычисляется по формуле (69) при значении w _н , определенной для t = t_o .

Величины коэффициентов теплопроводности и объемные теплоемкости грунта принимаются по табл. 4 для значений влажности, указанных в п. 12.14.

Надземные водопроводы

12.18. В зависимости от условий эксплуатации и диаметра водопровода возможны следующие случаи его работы:

образование ледяной корки на внутренних стенках труб не допускается;

образование ледяной корки на внутренних стенках труб допускается.

12.19. Если образование ледяной корки на внутренних стенках трубопровода не допускается, то расчетом надлежит определять или начальную температуру воды t_н , или толщину теплоизоляции d _и при заданной начальной температуре воды.

Температура воды в начале расчетного участка трубопровода (сети или водовода) t _н и толщина теплоизоляции d _и связаны соотношением

t _н (18)

гае t _в — минимальная среднесуточная температура наружного воздуха, °С;

е — экспонент (показательная функция). Значения приведены в прил. 3;

; (19)

(20)

(21)

a _в  — коэффициент теплоотдачи от воды к внутренним стенкам трубы, Вт/м² ×° С), определяемый по формуле

a _в = 1415 (22)

а_н  — коэффициент теплоотдачи от поверхности трубопровода и наружному воздуху, Bт/(м² × °C), определяемый в зависимости от наружного радиуса (с изоляцией) и скорости ветра

а_н = 37 (23)

v  — скорость ветра, м/с.

Значения v ^{0 ,8} , (2r )^0,2 и [2(r + d _и ]^0,2 определяются по графикам рис. 36, 37.

Рис. 36. График для определения величины v ^{0 ,8}

Рис. 37. График для определения величины x

Рис. 38. График для определения коэффициента

Толщина теплоизоляции d _и при заданной температуре воды в начале расчетного участка трубопровода определяется подбором из формулы (18).

Выбор наиболее целесообразного сочетания начальной температуры воды и толщины теплоизоляции определяется теплотехническим и технико-экономическим расчетами.

12.20. При заданной температуре воды в конце расчетного участка трубопровода и толщине теплоизоляции d _и , температура воды в начале расчетного участка t _н должна быть не менее

t _н = (t _к   t _в )e j _з + t _в , (24)

где j _з и t _в  — то же, что и в формуле (18).

12.21. При заданной температуре воды в начале t _н и конце t _к расчетного участка трубопровода, требуемую толщину теплоизоляции d _и надлежит определять подбором из формулы

. (25)

12.22. Если на внутренней поверхности трубопровода допускается образование ледяной корки (в периоды резкого похолодания), то толщина ледяной корки d _л определяется по формуле

d _л = 1,2 (26)

откуда S =

где l _л  — коэффициент теплопроводности льда, Вт/м×° С);

t _м  — продолжительность расчетного периода с температурой воздуха самого холодного месяца, ч;

t _м — температура воздуха в расчетный период t _м , °С.

Значения t _м и t _м принимаются по таблице Справочника по климату СССР Госкомгидромета («Число дней со средней суточной температурой в различных пределах»), при этом величина (t _м  — t _в )t по абсолютной величине должна быть наибольшей.

Трубопроводы в тоннелях или каналах

12.23. В случае когда трубопроводы укладываются в тоннеле или канале, расчетом надлежит определять:

глубину оттаивания грунта в основании тоннеля или канала в летнее время;

температуру воздуха в тоннеле или канале в зимнее время, необходимую для промораживания слоя грунта, оттаявшего под каналом за летний период;

расход воздуха для вентилирования тоннеля или канала в летнее и зимнее время;

толщину теплоизоляции труб;

изменение температуры теплоносителя по длине трубопровода, уложенного в тоннеле или канале.

12.24. Устойчивость вентилируемого тоннеля или канала и уложенных в нем трубопроводов при наличии льдонасыщенных грунтов в основании обеспечивается при соотношении

Н _т = Н_м . (27)

где H _т  — глубина оттаивания грунта в летнее время в основании тоннеля или канала, равная толщине слоя замененного грунта или предварительно оттаянного и уплотненного, м;

Н_м — глубина промерзания грунта основания тоннеля или канала в зимнее время, м.

12.25. Расчет глубины оттаивания и промерзания грунта надлежит производить по средним температурам воздуха за летний и зимний периоды.

12.26. Глубину оттаивания грунта в основании вентилируемого тоннеля или канала следует определять по формуле

(28)

где x  — коэффициент, определяемый по графику рис. 38 в зависимости от параметра J :

(29)

(30)

где d _к  — толщина стенки тоннеля или канала, м;

l _к  — коэффициент теплопроводности стенки тоннеля или канала, Вт/(м× °С);

b — ширина тоннеля или канала, м;

t_л — среднелетняя температура наружного воздуха, °С;

t _л  — продолжительность периода года с положительной средне-суточной температурой, ч.

12.27 . Расход воздуха на вентилирование в расчете на 1 м тоннеля или канала в летний период G _л , кг/ч, следует определять по формуле

(31)

где С_в  — теплоемкость воздуха, кДж/кг×° С);

t _пр — температура теплоносителя в прямой трубе теплопровода, °С;

t _об — температура теплоносителя в обратной трубе теплопровода, °С;

U — внутренний периметр тоннеля или канала.

Коэффициент теплопередачи К определяется по формулам: для прямой труби

(32)

для обратной трубы

(33)

где r _пр и r _об  — наружные радиусы прямой и обратной труб теплопровода, м;

а_н — коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизоляции труб теплопровода к воздуху в тоннеле или канале, Вт/(м² × °С).

Если в тоннеле или канале кроме теплопровода укладываются другие трубопроводы (водопровод, канализация и пр.), то расход воздуха на вентилирование определяется только исходя из теплопотерь теплопровода.

12.28. Средняя температура воздуха в тоннеле или канале за период года с отрицательной температурой воздуха определяется по формуле

(34)

где J  — определяется по формуле (29);

t _з  — продолжительность периода года с отрицательной средне-месячной температурой воздуха (зимний период), ч.

12.29. Расход воздуха на вентилирование в расчете на 1 м в тоннеле или канале в зимний период G _з , кг/ч, следует определять по формуле

, (35)

где t _з  — среднезимняя температура наружного воздуха, °С;

(36)

h₀  — расстояние от поверхности земли до верха канала, м.

12.30. Толщину теплоизоляции труб в тоннеле или канале d _и надлежит определять предварительно по величине допустимых среднегодовых теплопотерь по формуле

(37)

где t _т  — температура теплоносителя в трубе, °С;

q _ср  — допустимая среднегодовая величина теплопотерь, Вт/м.

12.31. Перепад температуры теплоносителя D t в самый холодный месяц следует рассчитывать по формуле

D t = (t _т - t _з.к ) (1 - е^j ). (38)

12.32. Если перепад температуры теплоносителя в трубах в самый холодный месяц окажется больше допустимого, то окончательная толщина теплоизоляции определяется по формуле

d _и = r ( е^{j 1} - 1), (39)

где j ₁ =

12.33. Тепловой расчет вводов в здания, принятых к прокладке в тоннеле или канале, производится так же, как и для магистральных тоннелей или каналов.

12.34. Размеры зоны оттаивания грунтов вокруг тоннелей или каналов определяются для положительной средней годовой температуры воздуха в канале.

12.35. Предельная глубина оттаивания грунтов под тоннелями или каналами определяется по формуле

h _п = (x _п   m   1 )r . (40)

Предварительно вычисляется значение b :

b = ( 41)

В расчетах принимается эквивалентное значение радиуса тоннеля или канала, вычисляемое по формуле

. (42)

где U  — внутренний периметр тоннеля или канала; значение т вычисляется по формуле

(43)

По значениям b и т по номограмме (рис. 39) находится значение коэффициента x _п .

Рис. 39. Номограмма для определения коэффициента x _п

12.36. Глубина оттаивания грунта под тоннелем или каналом за время t следует определять по формуле для значений b £ 0,1

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4