Жилищно-коммунальное хозяйство, трубопроводные системы.

Потребность в жилище является важнейшей, естественной потребностью человека, определяющей условия его жизни. От условий жизни зависит состояние здоровья, работоспособность, социально-политическое настроение людей и многое другое.

Это отрасль, без которой практически невозможна жизнедеятельность человека, города, территории.

В Жилищно-коммунальном хозяйстве трубопроводные системы являются основой обеспечения населения водой. Они так же отводят многочисленные стоки.

В трубопроводных системах водоснабжения, водоотведения, тепло-газоснабжения, нефте-газопроводах в России уложено 2 млн км подземных трубопроводов.

Из этого огромного количества труб примерно половина находится в жилищно-коммунальном хозяйстве, обеспечивая население России всеми необходимыми коммунальными услугами.

Протяженность трубопроводов системы ЖКХ

Трубопроводы		Протяженность, тыс. км
		Всего	Водоводы, коллектора, теплосети Ду>400 мм	Уличные сети, теплосети Ду 200-400 мм	Внутридворовые сети, теплосети до 200 мм
Водопроводы		523	139	320	64
Канализация		163	43	72	48
Тепловые сети		183	12	29	142
Итого		869	194	421	254

Во внутренних коммунальных системах зданий протяженность трубопроводных сетей оценивается приблизительно в 3 миллиона километров.

Трубопроводный транспорт России перемещает в 100 раз больше грузов, чем все транспортные отрасли.

Сложившаяся многолетняя практика обеспечения жилищно- коммунального хозяйства по остаточному принципу привела к тому, что их фактический износ за последние 10 лет увеличился в 1,7 раза и составляет в настоящее время более 60%.

Состояние трубопроводов водоснабжения, водоотведения и тепловых сетей ЖКХ России

Сети		Протяженность, тыс. км.	Сети, требующие замены
			тыс. км.	процентов
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Водоводы		139	20	14
Уличные сети		320	100	38
Внутридворовые сети		64	38	59
Всего		523	158	30
ВОДООТВЕДЕНИЕ
Коллекторы		43	6	15
Уличные сети		73	19	26
Внутридворовые сети		48	33	68
Всего		164	58	36
ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ (в двухтрубном измерении)
Магистрали		12	1	8
Уличные сети		29	7	25
Внутридворовые сети		142	18	65
Всего		183	26	14

Кроме того, по официальным данным статистики, «утечки и неучтенные расходы воды в системах водоснабжения составляют в среднем по России 15% (3 млрд 339,2 млн куб. м) от всей подачи воды в год», а в ряде городов утечки достигают 30-50%.

Совокупный ущерб от утечек воды в системе ЖКХ оценивает в $6,5 млрд в год и называет ситуацию, сложившуюся с состоянием подземных трубопроводов, «подземным Чернобылем». Мы создали и вынуждены эксплуатировать неэффективные системы, которые превращаются в «черные дыры» экономики.

В соответствии с указом Президента РФ от 4.06.2008 г. № 889 в целях обеспечения рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов к 2020 году требуется снизить энергоемкость валового внутреннего продукта Российской Федерации не менее чем на 40 процентов по сравнению с 2007 годом.

Федеральный закон № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 года установил систему мер государственного регулирования энергосбережения и энергоэффективности, включающую определение класса энергетической эффективности технологических процессов, устройств, помещений. Положения этого закона, установленные в отношении энергетических ресурсов, применяются и в отношении воды подаваемой, передаваемой, потребляемой с использованием систем централизованного водоснабжения (ст.5 п.2 Закона).

Закон РФ № 384-Ф3 от 30 декабря 2009 года включил энергетическую эффективность в состав требований к безопасности зданий и сооружений.

Конкретизация положений перечисленных выше документов отражена в приказе Министерства регионального развития от 28 мая 2010 г. № 262 «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» , в котором намечен уровень снижения удельного потребления воды в жилых зданиях по отношению к среднему фактическому потреблению на 01.01.2008 г.- 320 л/чел.сут поэтапно до 45% к 2020 г., то есть до 175 л/чел.сут. В том числе горячей воды с 150 л/чел.сут до 80-85 л/чел.сут.

Современное энергосберегающее законодательство распространяется на системы водоснабжения и неразрывно связанные с ними системы водоотведения, которые являются системами массового обслуживания со значительным ресурсо-энергопотреблением. Общая подача воды коммунальными водопроводами составляет 27 миллионов кубометров в сутки, водоотведение 21 миллион кубометров в сутки, что в десятки раз превышает подачу природных ресурсов (уголь, нефть, сельскохозяйственные продукты, и т.д.) другими отраслями промышленности.

Теплопотребление на отопление и горячее водоснабжение составляет 2580 млн ГДж, из них в жилых и общественных зданиях на горячее водоснабжение расходуется до 47% тепловой энергии, на подъем и транспортировку воды - до 5% электроэнергии.

Затраты на содержание трубопроводных систем и постоянную поставку коммунальных услуг населению (водоснабжение, канализация, отопление, электро-, газоснабжение) составляют 74%: и значительно превосходят затраты на жилищные услуги (эксплуатацию зданий). Среднее удельное водопотребление на одного человека (320 л/чел.сут) более чем в два раза превышает потребление в европейских странах (120-150 л/чел.сут).

В современных условиях кризиса ЖКХ необходимо комплексно рассматривать трубопроводные системы ЖКХ как системы жизнеобеспечения, которые обеспечивают транспортировку готового продукта к многочисленным местам потребления, разбросанным на значительной территории, и отводят отработанный продукт.

Чтобы не совершить очередной стратегической ошибки и через 50 лет снова не попасть в кризис ЖКХ, выбирая трубы для трубопроводных систем необходимо учитывать негативный опыт прошлого.

Поэтому необходимо, в первую очередь, четко определить критерии оценки или требования, которые к ним предъявляются, чтобы объективно производить сравнение труб в сопоставимых условиях.

Эти требования определяются типом системы и должны опираться на технический регламент.

Нормативные требования к трубопроводным системам ЖКХ

СНиП	Транспортируемые среды	Температура, 0С	Максимальное рабочее давление, МПа	Нормативный срок службы, лет
2.04.01-84 Внутренний водопровод и канализация зданий	Холодная вода	20	0.6	50
	Горячая вода	75	0.6	25
	Бытовые стоки	60(90)		50
41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование	Тепланоситель (Горячая вода)	95	0.6	25
2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения	Бытовые стоки	40		50
2.04.02-84 Наружные сети и сооружения	Холодная вода	20	0.6	50
2.04.07-86 Тепловые сети	Горячая вода	95(150)	1.6	25

Для каждой трубопроводной системы (водопровод, отопление и т.д.) должны быть разработаны конкретные территориальные требования (отраслевые стандарты). При разработке этих требований можно использовать в ГОСТ 4.200-78.

Выбирая трубопроводы, необходимо рассматривать их комплексно, как элемент единой коммунальной системы, с учетом всего жизненного цикла трубопровода, необходимого для устойчивого, безопасного функционирования систем жизнеобеспечения общества.

Для каждой коммунальной системы должны разрабатываться конкретные территориальные требования (отраслевые стандарты) с учетом этапов жизненного цикла. При разработке этих требований можно использовать рекомендации ГОСТ 4.200-78 и разделить основные показатели критериев, по которым потребитель может оценивать трубопроводную систему, на 5 основных групп.

Потребительские показатели. Потребительские качества, в основном, сформулированы в Правилах предоставления коммунальных услуг, СНиП на системы внутреннего водоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, газоснабжение, СанПиН на питьевую воду, санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям и т. д.

Надежностные показатели. Систематизация и анализ физической природы надежности трубопровода показывает, что решающее влияние на надежность рассматриваемой системы оказывает надежность её линейной части — трубы. Однако под отказом необходимо понимать не только нарушение герметичности вследствие физического разрушения элемента или его части. Перебои в подаче воды, снижение расхода, повышение или понижение температуры — все это является отказом в работе системы. Одним из основных показателей надежности является долговечность.

Важно отметить, что расчетная долговременная прочность труб должна гарантироваться заводом-изготовителем. При этом гарантии должны быть не декларативно-рекламными, а юридически оформленными обязательствами по возмещению убытков.

При использовании труб, материал которых имеет среднюю или низкую стойкость к воздействию транспортируемой и внешней среды, основное внимание должно быть уделено их качественной защите от разрушительного воздействия среды. В нормативных документах надежностные показатели практически отсутствуют.

Монтажные показатели. Стоимость монтажных работ составляет 30% общей стоимости работ по внутреннему водопроводу и напрямую зависит от правильности организации. Выполнение отдельных блоков в заводских условиях позволяет значительно снизить затраты и увеличить скорость монтажа на объекте. Немалое количество времени занимают крепежные работы. Особенно это касается пластмассовых трубопроводов.

При подборе материала и в процессе выполнения монтажных работ обязательным требованием является унификация размеров соединений и совместимость с другими системами. От этого напрямую зависит правильная эксплуатация системы и в дальнейшем снижает затраты на текущий и капитальный ремонты.

При приемке поступающих на ремонтно-строительные площадки материалов, арматуры и оборудования для выявления всех возможных дефектов необходимо: произвести наружный осмотр оборудования, арматуры и материалов; проверить по сертификатам соответствие качества полученных материалов требованиям проекта. Особое внимание необходимо обратить на арматуру, монтажные узлы и детали.

Дефектное оборудование, арматура, детали, а также материалы, не отвечающие стандартам и проекту, к применению не допускаются. Запорная, регулирующая и предохранительная арматура должна быть тщательно проверена и испытана в заводских условиях или ЦЗМ.

При прокладке внутриквартальных трубопроводов необходимо обеспечить контроль за подготовкой основания под трубы и уплотнением грунта засыпки. Выполнение этих требовании устранит причины участившихся в последнее время «провалов» проезжей части и тротуаров.

Эти требования могут и должны выполняться силами и средствами строительных организаций.

Монтажные показатели частично определены СНиП 5.01.

Эксплуатационные показатели. Эксплуатация зданий включает работы по контролю за их техническим состоянием, устранению неисправностей, наладке и регулировке инженерных систем, подготовке зданий к сезонной эксплуатации, а также по обеспечению нормативной водоподачи, воздухообмена, температурно-влажностных и других показателей помещений. Основные эксплуатационные требования изложены в Правилах и нормах технической эксплуатации жилищного фонда.

Экономические показатели - характеризуют общественные затраты на создание и эксплуатацию коммунальных систем; выражаются как в натуральных параметрах (затраты энергии, материалов, трудовых ресурсов), так и в их денежном эквиваленте.

Утилизация трубопроводов - включает показатели по переработке и утилизации материалов, образующихся после разборки трубопроводов, классификацию класса опасности отходов, условия их складирования, захоронения.

При рассмотрении многочисленных материалов для трубопроводных систем, представленных на российском рынке, чаще всего анализируют качество труб, которые являются основной, но не единственной составляющей трубопроводов. Трубопровод - сооружение из труб, плотно соединенных между собой для транспортирования газообразных, жидких и твердых продуктов, а труба — цилиндрическое тело, полое внутри, предназначенное для транспортировки различных жидких, газообразных, твердых продуктов.

Трубы, применяемые в коммунальных трубопроводных системах, и определяющие конструкцию и качество остальных элементов трубопроводов, можно разделить на три основных класса: металлические , неметаллические, композиционные.

Металлические трубы, имеющие кристаллическую структуру, обладают значительной механической прочностью, жесткостью, стабильностью механических свойств во времени, высокой температурой плавления, небольшим коэффициентом температурного расширения, высокой теплопроводностью. Их недостатком является высокая электропроводность, обуславливающая низкую коррозионную стойкость кэлектрохимической, биологической и почвенной коррозии.

К металлическим трубам относятся стальные, чугунные, медные , из нержавеющей стали.

Неметаллические трубы имеют ниточную (аморфную) структуру, что снижает их механическую прочность, продольную жесткость, температуру плавления, термостойкость, увеличивает коэффициент температурного расширения, уменьшает стабильность показателей во времени (старение материала) и в зависимости от температуры. Их преимуществом является высокая коррозионная стойкость, низкая электро-тепло-звукопроводность, стоимость.

К неметаллическим трубам относятся: пластмассовые, асбестоцементные, керамические, бетонные, железобетонные трубы. Наибольшее применение в жилищном фонде получили пластмассовые трубы, имеющие по сравнению со стальными ограниченную зону применения в коммунальных системах и поэтому требующие подбора материала в зависимости от класса эксплуатации по ГОСТ 52134-2003 .

Композиционные трубы являются сочетанием материалов с кристаллической и ниточной структурой, что увеличивает механическую прочность, жесткость, стабильность механических свойств во времени, долговечность, повышает температурную, химическую, коррозионную стойкость, атмосфероустойчивость, снижает коэффициент температурного расширения, электро-тепло-звукопроводность, влагопоглащение, массу, затраты на монтаж.

  

К композиционнымным трубам относятся: стеклопластиковые, стеклобазальтопластиковые, металлопластиковые трубы. Наибольшее применение в трубопроводных системах получили стеклопластиковые трубы, обладающие высокой механической прочностью, устойчивостью к зарастанию, коррозии.

  

Оценка и выбор труб для трубопроводов из многообразия, представленного на рынке, является непростой задачей.

Например, выбор только по рыночной стоимости погонного метра трубы, без учета стоимости соединений и креплений, может привести к ошибке в 1,5-2,0 раза. Выбор труб для хозяйственно-питьевого водопровода с внутренней поверхностью, на которой могут размножаться бактерии, потребует дополнительных затрат на монтаж и эксплуатацию обеззараживающей установки, периодические промывки сетей, постоянный контроль их микробиологического состояния.

Исаев В.Н. профессор кафедры «Водоснабжение» МГСУ, Композиты 21 век, май 2011