РОЗРАХУНОК ДОПУСТИМОГО ЧАСУ УСУНЕННЯ АВАРІЇ І ВІДНОВЛЕННЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ, Довідник будівельника
РОЗРАХУНОК ДОПУСТИМОГО ЧАСУ УСУНЕННЯ АВАРІЇ І ВІДНОВЛЕННЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ
Підвищення рівня централізації теплопостачання (що характерно для великих міст) супроводжується двома небезпечними ризиками – ризиком серйозного аварійного порушення процесу теплопостачання та ризиком затяжного (понад допустимого) часу виявлення та усунення аварій та несправностей.
Досвід експлуатації московських систем теплопостачання показав, що щорічно на 100 км двотрубних теплових мереж припадає від 20 до 40 наскрізних пошкоджень труб, з них 90% трапляються на трубопроводах, що подають. Середній час відновлення пошкодженої ділянки тепломережі при цьому (залежно від діаметра та конструкції його) становить від 5 до 50 годин і більше, а повне відновлення пошкодження може вимагати кілька діб (табл. 1).
Таблиця 1. Середній час відновлення zр, год, пошкодженої ділянки теплової мережі
Час zp, год, необхідне відновлення пошкодженої ділянки магістральної теплової мережі з діаметром труб d, м, і відстанню між секционирующими засувками l, км, можна розрахувати також за наступною емпіричною формулою:
Звичайно, чекати кілька діб або навіть годинника в зимових умовах і не вживати заходів до порятунку становища зовсім неприпустимо. Тому практика експлуатації систем ЦТ та житлового фонду виробила важливе правило попередньої оцінки аварійних ситуацій з урахуванням теплоакумуляційних можливостей різних будівель за різних поточних зовнішніх температур опалювального сезону. Ось це правило:
Під час підготовки до опалювального періоду рекомендується теплопостачальним організаціям із залученням власників житлових будинків або уповноважених ними організацій-виконавцівкомунальних послуг виконати розрахунки допустимого часу усунення аварій та відновлення теплопостачання за методикою, наведеною у Вказівках щодо підвищення надійності систем комунального теплопостачання, розроблених АКХ ім. К. Д. Памфілова та затверджених ВАТ «Роскомуненерго» 26.06.89, та у рекомендаціях СНиП 41-02-2003.
Розрахунки слід подати органам управління житлово-комунальним господарством для використання під час підготовки до зими об'єктів житлового фонду.
Ця методика спирається на практичний досвід та дослідження експлуатації міського фонду, в умовах порушеного (припинення) теплопостачання житлових будівель та промислових будівель з оцінкою темпу падіння температури, °С/год, в опалюваних приміщеннях за різних температур зовнішнього повітря.
Лінія падіння внутрішньої температури опалюваних приміщень у часі при цьому носить експоненційний характер (рис. 1) і залежить в першу чергу від конструктивних характеристик будівель (конструкції та матеріалу стін та утеплювачів, коефіцієнта скління, розташування приміщень у будівлі та ін.), визначальних акумуляційну здатність будов, і навіть кліматичних умов розміщення об'єктів.
Малюнок 1. Лінії падіння температури внутрішнього повітря (------) та внутрішньої поверхні зовнішньої стіни (- - - - -) будівлі після відключення опалення
Приблизні криві зміни температури внутрішнього повітря при включенні опалення натопі показані на рис. 2.
Малюнок 2. Криві зміни температури внутрішнього повітря та внутрішньої поверхні зовнішньої стіни при включенні опалення - натопі
Емпірично вдалося обчислити зразкові коефіцієнти акумуляції будівель, темпи падіння внутрішньої температури та розробити методику розрахунку, основніположення якої розглянемо докладніше.
Заморожування трубопроводів у підвалах, сходових клітках і горищах будівель може статися у разі припинення подачі теплоти при зниженні температури повітря всередині житлових приміщень до 8 °С і нижче. Приблизний темп падіння температури в приміщеннях, що опалюються (°С/год) при повному відключенні подачі теплоти наведено в табл. 2, за ним визначено коефіцієнти акумуляції будівель.
Таблиця 2. Темпи падіння внутрішньої температури будівлі за різних температур зовнішнього повітря
Коефіцієнт акумуляції характеризує величину теплової акумуляції будівель та залежить від товщини стін, коефіцієнта теплопередачі та коефіцієнта скління. Коефіцієнти акумуляції теплоти для житлових та промислових будівель масового будівництва наведено у табл. 3.
Таблиця 3. Коефіцієнти акумуляції для будівель типового будівництва
З наведених даних можна оцінити час, наявний для ліквідації аварії чи вжиття заходів щодо запобігання лавиноподібному розвитку аварій, тобто. замерзання теплоносія у системах опалення будівель, у яких припинено подачу теплоти.
Якщо в результаті аварії відключено декілька будівель, то визначення часу, що є у розпорядженні на ліквідацію аварії або вжиття заходів щодо запобігання розвитку аварії, провадиться за будівлею, яка має найменший коефіцієнт акумуляції.
Розглянемо такий випадок на конкретному прикладі.
ПРИКЛАД 1. Вихідні умови: Внаслідок аварії на розподільній тепломережі діаметром 300 мм відключено ЦТП із групою житлових будівель, серед яких є великопанельний житловий будинок конструкції інж. Лагутенка. Температура зовнішнього повітря – 20 °С.
Потрібно: Визначити допустимий час усунення аварії нарозподільної тепломережі при зазначеній зовнішній температурі і оцінити ситуацію, що склалася.
Рішення: 1. За табл. 3 за п. 2 визначаємо коефіцієнт акумуляції будівлі за середнім поверхом: він дорівнює 40 год.
2. За табл. 2 для будівлі з коефіцієнтом акумуляції 40 год знаходимо темп падіння температури (°С/год) за температури зовнішнього повітря -20 °С: він дорівнює 1,1 °С/год.
3. Визначаємо час зниження температури у квартирах з 20 до 8 °С, при якій у підвалах та на сходових клітинах може статися замерзання теплоносія у трубах: (20 - 8): 1,1 = 10,9 год ≈ 11 год.
4. За табл. 1 знаходимо, що для тепломережі діаметром 300 мм час усунення аварії становить від 5 до 10 год (не враховуючи часу виявлення місця аварії).
5. Для оцінки ситуації можна зробити такі висновки:
5.1. Час усунення аварії припустимий до 10 год. і при хорошій організації роботи аварійної служби спорожнення системи опалення та інших систем зазначеного житлового будинку не потрібно, оскільки теплопостачання мікрорайону буде відновлено.
Для цього повинен бути заздалегідь підготовлений та узгоджений план ліквідації аварій та інструкції персоналу щодо виконання його.