СП 40-102-2000 => Сп 40-102-2000. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж трубопроводов систем...

СП 40-102-2000

 

Группа Ж21

 

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Общие требования

 

Design and installation of polymeric pipelines for water supply and sewage systems.

General requirements

 

ОКС 91.140.60

ОКСТУ 492000

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

1 РАЗРАБОТАН Государственным проектным, конструкторским и научно-исследовательским институтом "СантехНИИпроект" при участии Государственного унитарного предприятия - Научно-исследовательского института московского строительства (ГУП НИИМосстрой), Закрытого акционерного общества "НПО Стройполимер", Государственного предприятия - Центра методологии нормирования и стандартизации в строительстве (ГП ЦНС) и группы специалистов

 

2 ОДОБРЕН И РЕКОМЕНДОВАН к применению в качестве нормативного документа Системы нормативных документов в строительстве постановлением Госстроя России от 16.08.2000 г. № 80

 

ОДОБРЕН для применения в странах СНГ протоколом от 17 мая 2000 г. № 17 Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)

 

3 ВЗАМЕН СН 478-80

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Настоящий Свод правил содержит указания по проектированию и расчету систем трубопроводов наружного и внутреннего водоснабжения и канализации из труб из полимерных материалов. Выполнение этих указаний обеспечит соблюдение обязательных требований к наружным и внутренним системам водоснабжения и канализации, установленных действующими СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий", СНиП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" и СНиП 2.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения".

Решение вопроса о применении данного документа при проектировании и строительстве конкретных зданий и сооружений относится к компетенции проектной или строительной организации. В случае если принято решение о применении настоящего документа, все установленные в нем правила являются обязательными. Частичное использование требований и правил, приведенных в настоящем документе, не допускается.

В данном Своде правил рассмотрены общие вопросы, касающиеся труб из различных полимерных материалов. Установлены общие требования к сортаменту труб и способам их соединения, рассмотрены вопросы монтажа трубопроводов, хранения труб и техники безопасности при их монтаже. Приведены методики гидравлического расчета систем водоснабжения и канализации, а также прочностного расчета напорных и безнапорных трубопроводов при подземной прокладке в грунте.

В разработке Свода правил принимали участие: Ю.Н.Саргин, А.Я.Шарипов (Сантехниипроект), А.В.Сладков, А.А.Отставнов (ГУП НИИМосстрой), В.А.Устюгов, B.C.Ромейко, А.Я.Добромыслов, В.Е.Бухин, Л.Д.Павлов (ЗАО "НПО Стройполимер"), К.И.Зайцев (АО "ВНИИСТ"), В.А.Глухарев, В.П.Бовбель (Госстрой России), Л.С.Васильева (ГП ЦНС).

  

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Настоящий Свод правил распространяется на проектирование и монтаж строящихся и реконструируемых систем внутренних и наружных сетей водоснабжения и канализации из труб и соединительных деталей (далее - трубы) из полимерных материалов.

 

2 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

2.1 Данный документ включает требования, общие для всех видов труб из полимерных материалов. Специфические требования для каждого вида трубопроводов из полимерных материалов приведены в соответствующих сводах правил.

2.2 Трубы, соединительные детали и элементы из полимерных материалов, применяемые в системах водоснабжения и канализации, уплотнительные материалы, вещества для смазки, клеи и пр. должны иметь сертификаты или технические свидетельства, а для систем водоснабжения - гигиенические заключения Госсанэпиднадзора Минздрава России.

2.3 Характеристики некоторых полимерных материалов, применяемых для производства труб и соединительных деталей, приведены в приложении А.

2.4 Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в Своде правил, приведен в приложении Б.

 

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

 

3.1 Общие требования

 

3.1.1 Выбор материала труб для систем холодного и горячего водоснабжения следует производить с учетом назначения и условий работы трубопроводов, температуры транспортируемой воды, а также срока службы трубопроводов, руководствуясь отдельными сводами правил на проектирование и монтаж тех или иных видов труб трубопроводных систем.

3.1.2 Трубы и соединительные детали из полимерных материалов, предназначенные для хозяйственно-питьевого водоснабжения, должны иметь в маркировке слово "Питьевая".

 

3.2 Классификация

 

3.2.1 Тип труб и соединительных деталей (за исключением изготовленных из стеклопластика) для водопроводов холодной воды определяется по номинальному давлению в соответствии с таблицей 1.

 

Таблица 1

 

Тип трубы	Номинальное давление по ГОСТ 29324, МПа
Легкий Л	0,25
Среднелегкий СЛ	0,4
Средний С	0,6
Тяжелый Т	1,0
	1,6
Особотяжелый ОТ	2,0
	2,5

 

Напорные трубы из стеклопластиков подразделяются на три типа по номинальному давлению - 0,6; 1,6 и 2,5 МПа.

За номинальный диаметр трубопроводов, изготавливаемых методом экструзии, принят наружный диаметр. Для труб, изготавливаемых методом намотки (например, стеклопластиковые и базальтопластиковые), за номинальный диаметр принят внутренний диаметр.

Примечание - Номинальное давление - это постоянное внутреннее избыточное давление воды, которое трубы и соединительные детали могут выдерживать в течение всего срока эксплуатации (50 лет) при температуре воды 20 °С.

 

3.2.2 Напорные трубы из полимерных материалов и их соединения, применяемые для внутреннего водопровода горячей воды, должны быть рассчитаны на условия постоянного воздействия температуры воды 75 °С и расчетного периода эксплуатации не менее 25 лет.

3.2.3 Классификация напорных труб может производиться также по показателю "SDR" и по сериям "S". Определение этих показателей приведено в приложении А.

 

3.3 Виды и способы соединения труб

 

3.3.1 Напорные трубы, предназначенные для внутренних водопроводов, должны соединяться в зависимости от вида полимерного материала:

- на сварке враструб (полиэтиленовые, полипропиленовые, полибутеновые и др.);

- на клею враструб (поливинилхлоридные, стеклопластиковые, базальтопластиковые и др.);

- механическим путем с помощью разъемных и неразъемных соединительных деталей (металлополимерные, "сшитого" полиэтилена и др.).

3.3.2 Способы соединения пластмассовых труб, соединительных деталей и арматуры и места их расположения устанавливаются проектом в зависимости от:

- назначения трубопровода;

- свойств материала;

- вида, номенклатуры и размеров труб, соединительных деталей и арматуры;

- рабочего давления и температуры транспортируемой воды;

- вида и свойств транспортируемого вещества;

- нормативного срока службы трубопровода;

- способа прокладки трубопровода и условий выполнения строительно-монтажных работ;

- температуры окружающей среды;

- планировочных решений.

3.3.3 Вид соединения следует принимать из условий обеспечения герметичности и прочности трубопровода на весь проектируемый срок эксплуатации, а также технологичности при монтаже и возможности ремонта трубопровода.

3.3.4 Разъемные соединения предусматриваются в местах установки на трубопроводе арматуры и присоединения к оборудованию и для возможности демонтажа элементов трубопровода в процессе эксплуатации. Эти соединения должны быть расположены в местах, доступных для осмотра и ремонта.

3.3.5 Соединение труб из разнородных несклеивающихся и несваривающихся модифицированных и композиционных полимерных материалов осуществляется с помощью механических соединений, конструкция и технология применения которых устанавливаются по данным их изготовителей и поставщиков для конкретного полимерного материала.

3.3.6 Металлические детали соединений должны быть изготовлены из коррозионно-стойкого материала.

3.3.7 Срок службы соединений должен соответствовать сроку службы труб.

 

3.4 Прокладка трубопроводов

 

3.4.1 Трассировка трубопроводов водопровода производится с учетом физических (химических) и механических свойств материала труб и способов их соединения и требований, указанных в СНиП 2.04.01.

При монтаже труб на сварке можно применять традиционные схемы прокладки водопроводов - кольцевые и тупиковые, при соединении труб с помощью соединительных деталей системы рекомендуется выполнять с применением коллекторных узлов с размещением в них запорной и регулирующей арматуры, узлов присоединения участков трубопроводов и приборов учета количества и расхода воды.

3.4.2 Трубопроводы, как правило, должны прокладываться скрыто (в шахтах, штробах и т.д.). Открытая прокладка трубопроводов разрешается в местах подвода воды к водоразборной арматуре, а также в местах, где исключены их механические повреждения.

Прокладывать трубопроводы под перекрытием подвальных помещений следует только в тех случаях, когда предусмотрена защита от механических повреждений.

При горизонтальной прокладке участки водопроводных линий из пластмассовых труб следует прокладывать выше канализационных трубопроводов. При невозможности обеспечить прокладку выше канализационного трубопровода, транспортирующего агрессивные, токсичные, пахучие жидкости, водопровод следует проектировать из труб только со сварными или клеевыми соединениями.

3.4.3 При проектировании трубопроводов следует полностью использовать компенсирующую способность трубопровода. Это достигается путем выбора рациональной схемы прокладки и правильным размещением неподвижных опор, делящих трубопровод на участки, температурная деформация которых происходит независимо один от другого и воспринимается компенсирующими элементами трубопровода.

Размещение опор производят в следующей последовательности:

- на схеме трубопроводов намечают места расположения неподвижных опор с учетом компенсации температурных изменений длины труб элементами трубопровода;

- проверяют расчетом компенсирующую способность участков;

- намечают расположение скользящих и неподвижных опор.

В тех случаях когда температурные изменения длины трубопровода превышают компенсирующую способность его элементов, на нем необходимо установить дополнительный компенсатор, как правило, посередине между неподвижными опорами.

При расстановке опор следует учитывать, что перемещение трубы в плоскости, перпендикулярной оси трубы, ограничивается расстоянием от поверхности до стены.

3.4.4 Запорная и водоразборная арматура должна иметь неподвижное крепление к строительным конструкциям для того, чтобы усилия, возникающие при пользовании арматурой, не передавались на трубы.

Запорную арматуру диаметром до 32 мм с корпусом из полимерных материалов допускается устанавливать без крепления к строительным конструкциям.

3.4.5 Расстояние при параллельной прокладке и между пересекающимися трубопроводами, выполненными из полимерных материалов, и трубопроводами, выполненными из других материалов, в том числе стальными, регламентируется нормативными документами.

3.4.6 Скрытая прокладка в бороздах и штробах должна обеспечивать возможность компенсации деформаций пластмассовых трубопроводов без механических повреждений их элементов.

3.4.7 При сборке фланцевых соединений трубопроводов запрещается устранение перекоса фланцев путем неравномерного натягивания болтов и устранение зазоров между фланцами при помощи клиновых прокладок и шайб.

3.4.8 При скрытой прокладке трубопроводов из полимерных материалов внутренняя поверхность борозд или каналов не должна иметь твердых острых выступов.

3.4.9 При сборке резьбовых соединений должна быть соблюдена соосность металлических и пластмассовых труб и деталей. Поверхность резьбы детали должна быть ровной, чистой и без заусенцев.

 

3.5 Гидравлический расчет трубопроводов

 

3.5.1 Величина напора , необходимая для подачи воды потребителю, определяется по формуле

, (1)

где i_t - удельные потери напора при температуре воды t, °С (потери напора на единицу длины трубопровода), м/м;

l - длина участка трубопровода, м;

h_м.с - потери напора в стыковых соединениях и в местных сопротивлениях, м;

h_геом - геометрическая высота (отметка самой высокой точки расчетного участка трубопровода), м;

h_св - свободный напор на изливе из трубопровода, м (для санитарно-технических приборов принимается по приложению 2 СНиП 2.04.01).

Примечание - Допускается принимать равной 20-30% .

 

3.5.2 Потери напора на единицу длины трубопровода i_t без учета гидравлического сопротивления стыковых соединений следует определять по формуле

, (2)

где l - коэффициент гидравлического сопротивления по длине трубопровода;

V - средняя скорость движения воды, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

d - расчетный (внутренний) диаметр трубопровода, м.

Коэффициент гидравлического сопротивления lследует определять по формуле

, (3)

где b - число подобия режимов течения воды;

Re_ф - число Рейнольдса фактическое;

К_э - коэффициент эквивалентной шероховатости, м, приводится в отдельных сводах правил, но не менее 0,00001 м.

Число подобия режимов течения воды b определяют по формуле

, (4)

(при b > 2 следует принимать b = 2). Фактическое число Рейнольдса Re_ф определяется по формуле

, (5)

где n - коэффициент кинематической вязкости воды, м²/с.

Число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений при турбулентном движении воды, определяется по формуле

. (6)

3.5.3 Для ориентировочных расчетов по вышеприведенным формулам можно использовать номограммы, приведенные в приложении В.

Номограммы на рис.В.1 и В.2 предназначены для определения удельных потерь напора на трение при транспортировании воды с температурой 10 °С.

По номограммам на рис. В.3 и В.4 определяется поправочный коэффициент k_t к величине 1000 i₁₀, если температура воды отлична от 10 °С.

 

3.6 Опоры и крепления

 

3.6.1 В местах прохода через строительные конструкции трубы из полимерных материалов необходимо прокладывать в гильзах. Длина гильзы должна превышать толщину строительной конструкции на толщину строительных отделочных материалов, а над поверхностью пола возвышаться на 20 мм. Расположение стыков труб в гильзах не допускается.

3.6.2 Для трубопроводов из полимерных материалов применяются подвижные опоры, допускающие перемещение труб в осевом направлении, и неподвижные опоры, не допускающие таких перемещений.

3.6.3 Неподвижные опоры на трубах следует выполнять с помощью приваренных или приклеенных (в зависимости от материала труб) к телу трубы упорных колец, муфт - для труб диаметром до 160 мм или сегментов - для труб диаметром больше 160 мм.

Примеры расстановки опор приведены на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 - Примеры расстановки неподвижных опор

 

Неподвижное крепление трубопровода на опоре путем сжатия трубы не допускается.

В качестве подвижных опор следует применять подвесные опоры или хомуты, выполненные из металла или полимерного материала, внутренний диаметр которых должен быть на 1-3 мм (с учетом прокладки и теплового расширения) больше наружного диаметра монтируемого трубопровода.

Между трубопроводом и металлическим хомутом следует помещать прокладку из мягкого материала. Ширина прокладки должна превышать ширину хомута не менее чем на 2 мм.

3.6.4 Расстановку неподвижных опор следует принимать такой, чтобы температурные изменения длины участков трубопроводов не превышали их компенсирующую способность.

3.6.5 При невозможности установки креплений на расчетном расстоянии по конструктивным соображениям трубопроводы допускается прокладывать на сплошном основании.

3.6.6 Длина незакрепленных горизонтальных трубопроводов в местах поворотов и присоединения их к приборам, оборудованию, фланцевым соединениям не должна превышать 0,5 м (рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 - Прокладка трубопроводов в шахтах

 

3.6.7 Заделку штроб, коробов, отверстий в междуэтажных перекрытиях и стенах следует выполнять после окончания всех работ по монтажу и испытанию трубопроводов.

 

3.7 Компенсация температурного удлинения трубопроводов

 

3.7.1 При проектировании и монтаже трубопроводов из полимерных материалов необходимо учитывать значительные температурные изменения длины и принимать соответствующие меры по их компенсации.

3.7.2 Величину температурного изменения длины трубопровода Dl определяют по формуле

, (7)

где a - коэффициент теплового линейного расширения материала трубы, °С^-1;

DT - разность между максимальной и минимальной температурами трубопровода;

L - длина трубопровода, м.

3.7.3 Продольные усилия N_t, возникающие в трубопроводе при изменении температуры, без учета компенсации температурных деформаций определяют по формуле

, (8)

где E₀ - модуль упругости материала трубы, МПа;

F - площадь поперечного сечения стенки трубы, м².

Температурные напряжения необходимо учитывать в любом закрепленном участке трубопровода при любой длине участка.

3.7.4 Основными компенсирующими элементами трубопровода являются отводы, петлеобразные, П-образные, сильфонные и другие виды компенсаторов.

3.7.5 Компенсирующая способность отвода под углом 90° определяется по формуле

, (9)

где - максимально допустимое продольное перемещение трубопровода от действия температуры, которое может быть компенсировано отводом, м;

l₁ - длина прилегающего к отводу прямого участка трубопровода до подвижной опоры, м;

r - радиус изгиба отвода, м;

D - наружный диаметр труб, м;

- расчетная прочность, МПа;

E₀ - модуль упругости, МПа.

Схемы гнутого отвода и компенсатора показаны на рисунке 3.

 

а - отвод; б - компенсатор

Рисунок 3 - Схемы гнутого отвода и компенсатора

 

3.7.6 Компенсирующая способность П-образного компенсатора определяется по формуле

, (10)

где Dl - максимально допустимое продольное перемещение трубопровода от действия температуры, которое может быть воспринято компенсатором, м;

h - вылет компенсатора, м;

r - радиус изгиба отводов компенсатора, м;

a - длина прямого участка компенсатора, м;

D - наружный диаметр трубы, м;

- допускаемое напряжение из условий длительной прочности, МПа.

3.7.7 Максимально допустимое расстояние от оси компенсатора до оси неподвижной опоры трубопровода L_ком, см, должно вычисляться по формуле

. (11)

3.7.8 Расстояние l от оси трубы отвода до оси установки скользящей опоры (рисунок 4) следует принимать равным

, (12)

где K - коэффициент, определяемый прочностными и упругими свойствами полимерного материала труб по формуле

, (13)

s - расчетная прочность материала трубы, МПа.

 

 

а - на отводе; б - на тройниковом ответвлении

Рисунок 4 - Схемы расположения опор

 

3.7.9 В необходимых случаях компенсирующая способность трубопроводов может быть повышена за счет введения дополнительных поворотов, спусков и подъемов.

3.7.10 Компенсация теплового линейного удлинения труб из полимерных материалов может обеспечиваться продольным изгибом при укладке их в виде "змейки" на опоре, ширина которой должна допускать возможность изгиба трубопровода при перепаде температур.

3.7.11 При необходимости увеличения компенсирующей способности Г-, Z- и П-образных элементов трубопроводов применяют метод "растяжки" (предварительное напряжение) при монтаже трубопровода.

 

3.8 Тепловая изоляция трубопроводов

 

3.8.1 Трубопроводы для горячей воды (кроме подводок к водоразборным приборам) из полимерных труб должны иметь тепловую изоляцию.

3.8.2 Тепловую изоляцию трубопроводов определяют расчетом согласно СНиП 2.04.14. Коэффициент теплопроводности материала должен быть не более 0,05 Вт/(м·°С), но при этом толщина тепловой изоляции должна быть не менее 10 мм.

 

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ И ВОДОСТОКОВ

 

4.1 Общие требования

 

4.1.1 Системы внутренней канализации зданий следует проектировать из канализационных труб, рассчитанных на транспортирование сточных вод с постоянной температурой не ниже 75 °С и кратковременно не менее 1 мин с температурой не менее 90 °С.

4.1.2 Проектирование системы канализации из труб и соединительных деталей из различных полимерных материалов не допускается.

4.1.3 Системы внутренних водостоков для зданий высотой до 10 м допускается выполнять из безнапорных труб, при большей высоте здания следует применять напорные трубы.

4.1.4 Трубы из полимерных материалов должны быть проложены, как правило, скрыто - в шахтах, коробах, бороздах и т.п.

В местах возможного механического повреждения труб следует применять только скрытую прокладку.

Допускается открытая прокладка канализационных и водосточных трубопроводов в подвалах зданий, не оборудованных под производственные, складские или служебные помещения, на чердаках и в санузлах зданий.

4.1.5 К местам прочистки трубопроводов из полимерных материалов должен быть обеспечен легкий доступ посредством установки дверок, съемных щитов, решеток и т.п.