Журнал Полимерные трубы - Технологии и материалы

От диаметра труб зависит многое!

При проектировании, строительстве и дальнейшей эксплуатации водопроводно-канализационных трубопроводов одним из главных параметров является их диаметр. В конечном итоге, при всех проектных расчетах определяется, в первую очередь, диаметр труб, а затем их трассировка, уклоны, прочностные характеристики (давление), материал труб и т.д. Здесь следует подчеркнуть, что окончательное определение (назначение) диаметра трубопроводов водоснабжения и водоотведения осуществляется также с учетом многих факторов и, в первую очередь, расчетного расхода, скорости потока, гидравлических потерь и уклона. Причем, в теории все эти параметры достаточно «связаны» определенными математическими зависимостями и эмпирическими формулами. При этом выбрав наиболее оптимальный или выгодный один из этих параметров, например диаметр, мы можем существенно потерять на другом параметре. Скажем, при одном и том же расчетном расходе воды [g]  по таблицам и формулам можно определить несколько значений диаметра [d], естественно в разумных пределах: dmin, dmax и dopt. Диаметр dopt обычно определяется как наиболее экономически и технически целесообразный. При диаметрах dmin и dmax другие параметры трубопроводов будут не столь выгодны или удобны при дальнейшей эксплуатации. Скажем, будут существенно меняться скорость потока, гидравлические потери, уклоны и т.д.

Таким образом, инженерная наука и практика в области определения диаметров трубопроводов всегда является выбором наиболее оптимального варианта диаметра. Многолетний практический опыт автора (почти 40 лет) в сфере водоснабжения и, особенно, водоотведения показывает, что при выборе (назначении) диаметра часто используют сиюминутные выгоды (например, удешевление проектирования и строительства) заказчика или инвестора строительства, без учета стоимости дальнейшей эксплуатации трубопровода. Особенно эти противоречия обострились в наше рыночное время. Ведь сейчас водоканалы страны практически строят очень мало. В основном строят другие инвесторы и передают эти сети на баланс водоканалов. При этом интересы водоканалов инвесторов не волнуют. Их не интересует перспектива развития отрасли и экономические показатели работы водоканалов. Инвесторы работают по принципу: «Что будет завтра – проблемы эксплуатирующей организации».

Проблема эта не нова, она имела место и при советской власти и не решена в постсоветское время. Справедливости ради, хочется подчеркнуть, что трубопроводные системы – инертные системы (ведь это сотни тысяч километров только в Украине!). Достаточно интересными являются и нормативные документы, в частности СНиП, ДБН и пр. Их тоже нельзя переделать в одночасье. Тем не менее, проходят годы, десятилетия, а в некоторых вопросах, как говорится, «воз и ныне там»! Например, пункт 2.33 СНиПа 2.04.03.85 [1] гласит, минимальным диаметром дворовой и внутриквартальной бытовой и производственной сети канализации является d = 150 мм, а уличной – 200 мм (при полной раздельной системе канализации). При общесплавной – 200 и 250 мм, соответственно. Почему именно так? Ведь автору, как историку в области водоснабжения и водоотведения, известно, что до революции, например, в Киеве и других городах Российской империи были дворовые сети диаметром 50, 75, 100 и 125 мм, при этом обязательным атрибутом сети были решетки, устанавливаемые в дворовом колодце на выпуске. Такие решетки регулярно очищались, и канализационная сеть работала бесперебойно.

Сейчас, в рыночных условиях, т.е. экономически наиболее целесообразных, конкурентных, а не директивных, проектант лишен права выбора диаметра трубопровода дворовой канализации скажем для коттеджа, частного жилого дома, дачи или даже производственного объекта (приватного). Ведь в этом случае ему достаточно зачастую диаметра дворовой сети 75, 100 или 125 мм – остальное его проблемы. Но нет, не положено согласно СНиП [1].

С другой стороны, автор уже много лет тому назад (начиная с 1977 г.) ведет серьезную научно-статистическую работу по определению числа засоров на канализационной сети в зависимости от диаметра трубопровода. Были обследованы города Украины и выведена некая усредненная кривая (на графике обозначена цифрой 1). На этом же графике приведены такие параметры для г. Москвы на основе многолетних наблюдений [2]. На графике эта кривая обозначена цифрой 2.

Таким образом, на совмещенном графике нанесены кривые зависимости числа засоров на 1 км в год (по вертикали) от диаметра трубопровода (по горизонтали). На этом же графике показана красная кривая –  некая усредняющая зависимость (обозначена цифрой 3). Анализируя эти кривые, мы можем установить, например, что число засоров на 1 км в год существенно зависит от диаметра трубопровода. Так, по красной кривой видно, что для трубопроводов различного диаметра они распределяются следующим образом:

 

d = 150 мм …  8 засоров на 1 км/год

d = 200 мм …  3 засора на 1 км/год

d = 300 мм …  0,5 засора на 1 км/год

d = 400 мм …  0,3 засора на 1 км/год

Т.е. при переходе (увеличении) диаметра всего на одну ступень сортамента количество засоров меняется (уменьшается) в несколько раз. А при переходе со 150 мм на 300 мм или с 200 мм на 400 мм число засоров на сети уменьшается на порядок. Но … засоры на сети, а это существенная доля затрат при эксплуатации сети канализации (это персонал, машины, механизмы, ГСМ, возможные простои объектов канализования, экология наконец) мало  интересуют проектировщиков и инвесторов. Эти затраты (по ликвидации засоров) ложатся на плечи эксплуатирующих организаций – водоканалов. Следует лишь подчеркнуть, что число засоров на сети канализации за последние годы еще более возросло по сравнению с приведенными графиками (в силу ряда объективных причин).

 

 

Зависимость количества засоров в канализационной сети от диаметра трубопровода:

n – число засоров на 1 км сети в год; D – диаметр трубопровода, мм; 1 –в городах Украины; 2 – в Москве [2]; 3 – усредненные данные 

 

Как видим, в сфере проектирования, строительства и эксплуатации канализационных сетей сложилась двоякая ситуация. В одних случаях можно безболезненно перейти на существенно меньшие диаметры канализационных труб дворовой сети (в приватных усадьбах и территориях), вплоть до 50 мм. В других – эксплуатанту существенно выгоднее несколько увеличить минимальный диаметр дворовой и уличной сети. Справедливости ради следует подчеркнуть, что во втором случае будет некоторое удорожание стоимости строительства сети. Зато ее последующая эксплуатация обойдется дешевле в разы.

ВЫВОДЫ

1.  Необходимо срочно пересмотреть действующую нормативную базу в области строительства (СНиП, ДБН и др.) с учетом опыта эксплуатирующих организаций и реалиями времени.

2.   Разрешить проектантам по согласованию с водоканалом определять минимально допустимые диаметры трубопроводов  водоснабжения и водоотведения с учетом интересов владельца канализации или ее эксплуатанта.

 

ЛИТЕРАТУРА: 

1.     СНиП 2.04.03.-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

2.     Евилевич А.З. Ошибки в эксплуатации водопроводов и канализации. Ленинград, 1972.

 

Автор:  В.В. Кобзарь

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА