Нормы проектирования искусственного освещения: СНиПы и расчёты

Нормы проектирования искусственного освещения СНиПы и расчёты

Расчёт и проектирование электрического освещения: нормы и требования

Проектирование электрического освещения выполняется в согласии с действующими строительными и нормами санитарии. Разработаны и рекомендованы правила по производственным отраслям. Любой элемент освещения устанавливают по правилам СНиП и СанПиН. Ключевой документ – СНиП 23-05-95. Его обновленная и важная на данное время версия СП 52.13330 2016. Можете их скачать по ссылкам.

Проектирование электрического освещения выполняется согласно необходимым нормам

Виды освещения помещений

Для внутренних площадей отличают 3 вида:

  1. Натуральное – солнце, всеобъемлющий в здание через окна.
  2. Искусственное – с помощью световых ламп.
  3. Совмещенное – комбинирование искусственного и естественного.

Существует три вида электрического освещения. По типу расположения элементов освещения:

  • Точечное. Осветительные приборы размещены группами в конкретных местах. Используется для зон где можно комфортно работать, особенно затемненных мест.
  • Общее. Приборы освещения расположены одинаково по всей территории строения.
  • Комбинированное. Соединение точеного и общего.

Смотрите в видео: классификация освещения.

По рабочего времени:

  1. Рабочее. Горит в течение всей рабочей смены.
  2. Дежурное. Включается ночью, после завершения трудового дня.
  3. Аварийное. Запускается во время непредвиденной ситуации. Световое оборудование подключено к независимым электростанциям.
  4. Эвакуационное. Осветительные приборы устанавливают возле аварийных выходов, освещают подходы к ним. Включают при непростой ситуации – пожар, землетрясение. Питается от независимых станций. Назначение – освещает эвакуационные коридоры, облегчая движение по ним. Устанавливают возле проходов, небезопасных для движения людей.

Пример проекта аварийного освещения

Все разновидности нужны для полноценной продуктивности труда и безопасности на производстве.

Расчет электрического освещения

Расчет направлен на обозначение необходимого количества и мощности светильников для определённого помещения. Его делают двумя вариантами:

  1. Точечный – рассчитывается общее и локализованное расположение светового оборудования.
  2. Метод коэффициента применения – рассчитывается средняя величина освещенности с учетом отражения падающего света. Применяется при подсчете общего одинакового освещения.

Если задумывают применять лампы с нитью накала, в первую очередь подбирают место их расположения, потом высчитуют требуемую мощность.

Для люминесцентных (естественного света) формируют кол-во, место размещения, после устанавливается группами с учетом мощности.

С ключевыми программами для расчёта и проектирования освещения можете познакомиться на этом сайте.

Отраслевые нормы проектирования электрического освещения

Для каждой отросли строительства, разработаны технические документы. Во время монтажа новой или реконструкции старой осветительной системы в первую очередь соблюдение предписаний СНиП:

  • Требования гигиены к естественному, искусственному, совмещенному освещению жилых и зданий общественного значения (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03).

Общие положения документа:

  1. Для всеобщего и местного применять световые лампы с температурой цвета 2400? К-6800? К.
  2. УФ излучение не более 0,03Вт/м? при диапазоне волн 320-400 нм. Диапазон с меньшими свойствами не разрешается.
  • Детские школьные и дошкольные заведения. Помещения для проведения культурно-массового отдыха.

Таблица 1. СНиП 23-05-95

Детсады, школы, образовательные учреждения Средняя горизонтальная освещенность, лк.
Групповые, физкультурные площадки 10
Зоны энергичного, приятного отдыха 10
Проезды проходы к корпусам 4
  • Строения фирм общепита, розничной, оптовой торговли, вокзалов. СНиП 2.08.02-89 «Здания общественного типа и сооружения».
  • Магистрали автомобильного транспорта, площадки для строительства.

Таблица 2. Нормы для улиц, дорог, площадей

Объекты Средняя освещенность, лк
Магистрали общегородского значения с плотностью движения ‹1000ед/час 20
С плотностью движения ?1000ед/час 15
Магистрали районного значения с плотностью движения ‹1000ед/час 15
С плотностью движения?100ед/час 10
Улицы местного значения ‹500ед/час 6
Улицы местного значения ?500ед/час 4

Нормы указаны относительно горизонтальных поверхностей для работы

  • Строения производственных и цехов промышленного характера. СНиП 23-05-95
Площадь поверхности для работы м? Максимально допустимая яркость, кд/м?
?1*10?? 2000
1*10?? до 1*10?? 1500
1*10??до 1*10?? 1000
*10?? до 1*10?? 750
‹1*10?? 500

Вернуться к началу

Разработка системы расположения

Планировка проходит в три момента:

  1. Составление схемы расположения источников освещения.
  2. Расчет точечным методом.
  3. Расчет общим методом.

Во время проектирования рассчитывают необходимое кол-во световых ламп, формируют места их подсоединения, мощность каждого источника и направление потока света. В документации проекта указывается вид ламп, эксплуатационные и технические характеристики.

Перед планированием собирают информацию о типе и рабочем режиме объекта. Составляют смету, чертежи и схему расположения источников освещения.

На план наносят, с помощью условных обозначений, осветительные приборы, щитки, преобразователи электрической энергии, розетки и выключатели. Указывают названия помещений, категория взрыво- и пожароопасности, вид и установочная высота, мощность, способы проводки, сечение проводов, нормы освещенности.

Проектирование и расчет электрического освещения для залов торговли

Все предприятия розничной и оптовой торговли независимо от мощности естественного освещения оснащают лампами искусственного света. Для залов торговли магазинов нормы – 25-30Вт на 1м?.

Для одинакового света оборудование распределяют смешанным способом. При этом берут во внимание необходимость в естественном и искусственном свете. На фирмах данного типа должно быть дежурное, аварийное и эвакуационное освещение.

Читайте также:
Почему запотевают очки для плавания

В торговых залах устанавливают лампы дневного света точечным или общим способом

Нормы для площадей для торговли:

Вид помещения Самая маленькая освещенность Вт Площадь в м?
Лампы с нитью накала люминесцентные
Классический метод торговли 150 300 0,8
Залы самообслуживания 700 400 0,8
Помещения складского типа 20 75

Лампы в торговых залах помещают в защитные футляры (осветительные приборы). КПД одного осветительного прибора рассчитывается по формуле КПД = F?/F?, где F1 – поток света осветительного прибора, F2 – поток света лампы. КПД одного осветительного прибора в большинстве случаев 80-85%.

Проект расположения светильников в помещениях для производственных нужд

Составление плана монтажа ламп в помещениях для производственных нужд делают с учетом законов в отрасли строительства. Ключевой документ – нормы в строительстве и правила СНиП 23-05-95. Во второй половине 70-ых годов двадцатого века была введена в действие инструкция СН 357-77, на данный момент она стала старой, но еще действует.

Кроме данных документов рекомендовано руководствоваться Правилами ПУЭ.

Проект составляют в 3 этапа:

  1. Выбор ламп. Берут во внимание особенность работы и требования к цветопередаче. Зависит от типа помещения и эксплуатационных условий со стороны безопасности.
  2. Соблюдение показателей освещения. Вид системы зависит от точности проводимых работ, характерности оборудования и мощности естественного освещения.
  3. Расчет осветительной установки с учетом хороших параметров.

Место для монтирования системы выбирают с учетом удобства обслуживания при формировании групповых сетей:

  • можно разместить осветительные приборы на несущих и конструкциях ограждения, на технологичном оборудовании, на поверхности стен;
  • если производство относится к классу очень высокого санитарно-гигиенического режима (точных приборов, лекарств), световые лампы герметично закрывают источниками освещения из пропускающего свет материала;
  • для самого большого приближения к естественному типу светотехнику размещают на поверхности потолка, или встраивают в решётки навесных конструкций потолка.

При разрабатывании проектов по электрическому освещению на фирмах любой отрасли сначала берутся во внимание советы строительных документов, требования санитарно-эпидемиологической службы. Порядок работы во всех типах строений одинаков – сбор информации, составление схем и чертежей, составление сметы работ.

Видео: расчёт освещения для офиса в программе DIALux EVO

СНиП 23-05-95. СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ
ОСВЕЩЕНИЕ

DAYLIGHTING AND ARTIFICIAL LIGHTING

Дата введения 1996-01-01

ПРЕДИСЛОВИЕ

  1. РАЗРАБОТАНЫ Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ), Обществом с ограниченной ответственностью “Всероссийским научно-исследовательским, проектно-конструкторским светотехническим институтом” (ООО “ВНИСИ”), Акционерным обществом «Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом инженерного оборудования» (АО ЦНИИЭП инженерного оборудования), Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова (АКХ им. К. Д. Памфилова), Всероссийским научно-исследовательским и проектным институтом Тяжпромэлектропроект (ВНИПИ Тяжпромэлектропроект), Научно-исследовательским институтом экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина (НИИЭЧиГОС им. А. Н. Сысина), Научным центром социально-производственных проблем охраны труда, Ивановским институтом охраны труда, Товариществом с ограниченной ответственностью “Церера”.
  2. ВНЕСЕНЫ Главтехнормированием Минстроя России.
  3. ПРИНЯТЫ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) в качестве межгосударственных строительных норм 20 апреля 1995 г.
  4. ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ постановлением Минстроя России от 2 августа 1995 г. № 18-78 в качестве строительных норм и правил Российской Федерации взамен СНиП II-4-79.
  5. Тексты разделов 1-4, 6-7 и приложение А-Г, Е-Ж настоящих строительных норм и правил и межгосударственных строительных норм “Естественное и искусственное освещение” аутентичны.

ВВЕДЕНИЕ

СНиП 23-05-95 разработан в соответствии с общей системой нормативных документов в строительстве и входит в состав комплекса 23 (приложение Б СНиП 10-01-94).

Документ устанавливает нормы естественного, искусственного и совмещенного освещения зданий и сооружений, а также нормы искусственного освещения селитебных зон, площадок предприятий и мест производства работ вне зданий.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящие нормы распространяются (за исключением случаев, указанных в других главах СНиПа) на проектирование освещения помещений вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения, мест производства работ вне зданий, площадок промышленных и сельскохозяйственных предприятий, железнодорожных путей площадок предприятий, наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов. Проектирование устройств местного освещения, поставляемых комплектно со станками, машинами и производственной мебелью, следует также осуществлять в соответствии с настоящими нормами.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование освещения подземных выработок, морских и речных портов, аэродромов, железнодорожных станций и их путей, спортивных сооружений, лечебно-профилактических учреждений, помещений для хранения сельскохозяйственной продукции, размещения растений, животных, птиц, а также на проектирование специального технологического и охранного освещения при применении технических средств охраны.

На основе настоящих норм разрабатываются отраслевые нормы освещения, учитывающие специфические особенности технологического процесса и строительных решений зданий и сооружений отрасли, которые согласовываются и утверждаются в установленном порядке.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящих нормах и правилах использованы ссылки на следующие документы:

Читайте также:
Самостоятельное изготовление кашпо

СНиП 2.01.01-82 «Строительные климатология и геофизика».

СНиП 2.05.09-90 «Трамвайные и троллейбусные линии».

СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».

3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящих нормах и правилах применены термины в соответствии с приложением А.

4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Нормируемые значения освещенности в настоящих нормах приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, кроме оговоренных случаев; для наружного освещения – для любых источников света.

Нормируемые значения яркости дорожных покрытий в настоящих нормах приводятся для любых источников света.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

4.2 Требования к освещению помещений промышленных предприятий (КЕО, нормируемая освещенность, допустимые сочетания показателей ослепленности и коэффициента пульсации освещенности) следует принимать по табл. 1 с учетом требований пп. 7.5 и 7.6.

Требования к освещению помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий (КЕО, нормируемая освещенность, цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности) следует принимать по табл. 2.

4.3 Коэффициент запаса Кз при проектировании естественного, искусственного и совмещенного освещения следует принимать по табл. 3.

4.4 Искусственное и совмещенное освещение следует проектировать, учитывая требования к ультрафиолетовому облучению согласно действующим санитарным нормам и методическим указаниям «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников ультрафиолетового излучения)».

5. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

5.1 Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Без естественного освещения допускается проектировать помещения, которые определены соответствующими главами СНиП на проектирование зданий и сооружений, нормативными документами по строительному проектированию зданий и сооружений отдельных отраслей промышленности, утвержденными в установленном порядке, а также помещения, размещение которых разрешено в подвальных и цокольных этажах зданий и сооружений.

5.2 Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).

В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении – в точке посередине помещения. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов:

на 1,5 высоты помещения для работ I-IV разрядов;

При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.

Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением, нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производятся независимо друг от друга.

В производственных помещениях со зрительной работой I-III разрядов следует устраивать совмещенное освещение. Допускается применение верхнего естественного освещения в крупнопролетных сборочных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различно ориентированных в пространстве рабочих поверхностях. При этом нормированные значения КЕО принимаются для разрядов I-III соответственно 10, 7, 5 %.

5.3. Нормированные значения КЕО, для зданий, располагаемых в различных районах (приложение Д), следует определять по формуле где

  • номер группы обеспеченности естественным светом по табл. 4;
  • значение КЕО по табл. 1 и 2;
  • коэффициент светового климата по таб. 4.

Полученные по формуле (1) значения следует округлять до десятых долей.

  1. Для подразряда норм от Iа до IIIв может приниматься один из наборов нормируемых показателей, приведенных для данного подразряда в гр. 7-11.
  2. Освещенность следует принимать с учетом пп. 7.5 и 7.6 настоящих норм.
  3. Наименьшие размеры объекта различения и соответствующие им разряды зрительной работы установлены при расположении объектов различения на расстоянии не более 0,5 м от глаз работающего. При увеличении этого расстояния разряд зрительной работы следует устанавливать в соответствии с приложением Б. Для протяженных объектов различения эквивалентный размер выбирается по приложению В.
  4. Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности (п. 4.1 настоящих норм):
    а) на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;
    б) то же, общего освещения для разрядов I-V, VI;
    в) на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.
  5. Освещенность при работах со светящимися объектами размером 0,5 мм и менее следует выбирать в соответствии с размером объекта различения и относить их к подразряду “в”.
  6. Показатель ослепленности регламентируется в гр. 10 только для общего освещения (при любой системе освещения).
  7. Коэффициент пульсации К(п) указан в гр. 10 для системы общего освещения или для светильников местного освещения при системе комбинированного освещения. К(п) от общего освещения в системе комбинированного не должен превышать 20%.
  8. Предусматривать систему общего освещения для разрядов I-III, IVа, IVб, IVв, Vа допускается только при технической невозможности или экономической нецелесообразности применения системы комбинированного освещения, что конкретизируется в отраслевых нормах освещения, согласованных с Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации.
  9. В районах с температурой наиболее холодной пятидневки по СНиП 2.01.01 минус 27 °С и ниже нормированные значения КЕО при совмещенном освещении следует принимать по табл. 5.
  10. В помещениях, специально предназначенных для работы или производственного обучения подростков, нормированное значение КЕО повышается на один разряд по гр. 3 и должно быть не менее 1,0%.
Читайте также:
Посудомоечная машина 45 см встраиваемая: рейтинг лучших производителей, отзывы о моделях

Нормативный срок службы стальных труб по ГОСТ

Одной из важных характеристик изделия является, помимо всего прочего, период эксплуатации. Любой материал со временем изнашивается, однако это время может быть очень разным и зависит от нагрузки, от дополнительных факторов и, конечно, от качества самого изделия. Нормативный срок службы стальных водопроводных труб во многом определяет их назначение.

Виды трубопровода

В системах отопления и водоснабжения используется несколько видов металлических изделий:

  • черные стальные трубы – при изготовлении применяется сталь разной марки, но не обладающая коррозийной стойкостью. Такой металлопрокат нуждается в дополнительной защите – покраске, например;
  • оцинкованные стальные трубы – изделия покрыты слоем цинка. Последний образует с железом гальваническую пару и под действием электрохимической реакции разрушается, защищая сталь от коррозии. Очевидно, что срок службы по СНиП и ГОСТ у такой модели намного дольше;
  • нержавеющая сталь – сплавы с добавкой никеля и хрома. В зависимости от величины легирующей добавки сталь может быть стойкой к коррозии в обычных условиях, отличается повышенной стойкостью, что разрешает применение в морской воде, например, а также не окисляться под действием не только влаги, но и высокой температуры. Изделие в защите не нуждается, однако и стоимость его заметно выше;
  • медные – редко, но применяются в бытовых условиях. Их отличает не только стойкость к коррозии, но и обеззараживающие свойства.

Каждый вариант из списка можно применять для водопровода, газопровода, отопления, причем не только водяного, но и парового. Однако срок службы у них будет разным.

Черная сталь для водопровода

Увы, такой вариант особой долговечностью не отличается. Даже при самой тщательной прокраске и уходе они со временем ржавеют. Дело в том, что после сооружения коммуникаций отдельные фрагменты оказываются недоступными, и обновить краску, например, оказывается невозможным.

Кроме того, черная сталь довольно быстро теряет гладкость. А это приводит к тому, что водогазопроводная или отопительная труба довольно быстро «зарастает»: на негладкой поверхности удерживается сначала очень мелкий мусор и солевые отложения, а затем все более крупные частицы ржавчины, волокон, известковых отложений. Скорость налипания отложений прямо пропорциональна жесткости воды.

Постоянный контакт с влагой – в ванной, например, в туалете, приводит к более быстрому разрушению материала, что отражается в нормах СНиП. Здесь слабым звеном зачастую выступают швы: первые свищи появляются именно на сварных швах и на резьбе, где толщина стенок уменьшается.

Нормативное время эксплуатации таковы:

  • срок службы стальных водопроводных труб – стояк или подводка, составляет 15 лет;
  • отопительная система, собранная из газовых стальных труб, годна к использованию в течение 10 лет;
  • полотенцесушители в ванной могут «работать» 15 лет;
  • согласно ГОСТ нормативный срок службы газопровода из стальных труб составляет 30 лет.

На деле деструктивные факторы разного рода заметно снижают время эксплуатации. Так, например, трубопровод с холодной водой изнашивается гораздо быстрее, чем с горячей, так как он быстрее ржавеет: появляется конденсат в теплое время года. Да и зарастает трубопровод быстрее, так как в горячей воде есть специальные присадки, препятствующие этому.

Оцинкованная сталь

Такой материал намного устойчивее к коррозии, что значительно продлевает нормативное время. Наиболее значимым деструктивным фактором здесь выступают только сварное соединение, если по каким-то непонятным причинам монтаж производится сваркой. На фото – водогазопроводные стальные трубы.

На деле такой метод монтажа запрещен: цинк по время сварки полностью выгорает, соответственно, швы остаются совершенно беззащитными перед ржавчиной.

Зарастают изделия из оцинкованной стали намного медленнее. Во-первых, гладкость стенки намного выше, во-вторых, собственно «мусора» – частичек ржавчины, окалины, песка намного меньше. Но если в системе водопровода краны открываются не полностью, и не создается достаточно плотного потока воды, окалина и песок могут скапливаться.

Читайте также:
Пластиковые канализационные люки: плюсы и минусы использования

Сроки службы изделия по ГОСТ таковы:

  • стояки и подводки в системах холодного водоснабжения эксплуатируются в течение 30 лет;
  • срок службы стальных труб отопления в доме с закрытой системой составляет 20 лет;
  • открытая отопительная система прослужит 30 лет.

Газопровод сооружать из оцинкованных труб допускается. Но еще есть нюанс: в отличие от водопроводных систем газопровод должен быть неразъемным, что предполагает сварку. А соединение уничтожает цинк в месте соединения. С другой стороны, газопроводные, как и водопроводные водоводы, покрываются полимерной краской, что предупреждает коррозию.

На деле оцинкованные стальные трубы и водопроводные, и для отопления служат по 50–70 лет.

Стоит ли выбирать стальные водопроводные трубы и какой будет срок их службы?

Проектирование и монтаж стальных водопроводных магистралей осуществляется в зависимости от того, из какого материала они изготовлены. Срок службы водопроводной трубы зависит от качества жидкости, для которой используется трубопровод. Агрессивная среда быстрее повреждает магистраль изнутри, если она не защищена специальным покрытием против химических веществ. Сроки службы стальных водопроводных труб зависят от вида конструкции.

Стальные водопроводные трубы

Виды конструкций

  1. Шовные. В системах отопления домов не применяются, так как при сгибании нарушается целостность шва, и он расходится. При производстве такого вида не обрабатывается шов изнутри, поэтому в таких местах случаются протечки и потребуется замена. Максимум, что можно ожидать от такой трубы – 3 — 5 лет.
  2. Бесшовные. Более надежные изделия. Срок службы таких водопроводных труб может дотянуть до 20 — 30 лет при условии ухода и своевременной очистки от известковых отложений и оксида железа. Новые технологии производства позволяют применять специальные покрытия для магистралей – эмаль, керамика, цинк, которые увеличивают период эксплуатации и позволяют длительно обходиться без ремонта или замены.

Стальные конструкции применяются не только для воды, но и для газопроводов, нефтепроводов. Длительность использования регламентируется стандартами ГОСТа. Также в нормативной документации указываются методы испытаний, допустимые способы сварки, возможности соединений, технические возможности стальных труб – пропускная способность, устойчивость к давлению и температурам.

Нормативный срок службы водопроводных стальных труб по ГОСТ

Государственного стандарта по срокам эксплуатации стальных трубных конструкций нет. Средняя продолжительность рабочего периода магистралей из стали составляет около 20 — 25 лет при условии правильной эксплуатации и профессионального монтажа. Длительность работы водопроводных сооружений зависит от качества стали, толщины стенок, дополнительных изоляций от конденсата или антикоррозийных покрытий.

Характеристики стальных магистралей могут меняться в зависимости от состава перекачиваемой жидкости, ее температуры и напора. Остаточный срок службы бывших в эксплуатации труб определяется экспертной комиссией. Расчет износа вычисляется

отношением фактического срока службы к нормативному, полученное значение умножают на коэффициент 300.

Оцинкованные водопроводные трубы

Стальные оцинкованные трубы – долговечный материал для строительства водопровода. Их техническими особенностями являются:

  • устойчивость к образованию ржавчины внутри;
  • сопротивление повышенному давлению;
  • защита от отрицательного действия высокой температуры;
  • отсутствие вредных соединений, которые могут попадать вместе с водой в пищу.

Цветные металлы не образуют ржавчины. Цинк – один из таких металлов. Им покрывают как внутреннюю, так и внешнюю сторону водопроводной трубы. Срок эксплуатации трубопровода зависит от толщины наносимого покрытия, а также от способа нанесения. Допускается оцинковывание несколькими способами:

  1. Методом термодиффузии. В закрытой емкости на сталь воздействуют парами цинка при высокой температуре. При такой обработке происходит полное сцепление стали и частиц цинка, что позволяет получить плотное равномерно распределенное покрытие по всей площади трубы.
  2. Горячее оцинковывание. Подготовленную трубу погружают в расплавленный цинк с температурой до 450 градусов. При таком способе, цветной металл заливает резьбовые соединения и ложится неровным слоем – есть наплывы и утолщения. Способ неэкономичный.
  3. Методом электролиза. Слой цветного металла получается равномерный, но не имеет прочного сцепления со стальной поверхностью, что в будущем может провоцировать сколы и трещины в покрытии. Пористая структура цинкового слоя позволяет агрессивным жидкостям проникать к стали и повреждать ее.

В зависимости от назначения стальных оцинкованных конструкций выбирают способ покрытия – более или менее надежный.

Перед простыми стальными трубами оцинкованные магистрали при эксплуатации имеют ряд преимуществ:

  • тепловое расширение меньше деформирует конструкции;
  • устойчивы к механическому повреждению;
  • гладкая внутренняя поверхность увеличивает пропускную способность трубопровода, что снижает риск зарастания сечения трубы посторонними отложениями – известью, песком, грязью;
  • выдерживают давление до 1,6 МПа;
  • устойчивость к повреждению оксидом железа в течение 20 и более лет.

Не рекомендуется применять оцинкованные элементы при организации скважин для домашнего водопровода. Контакт с грунтом изменяет химические показатели воды, а в местах стыков может образоваться коррозия из-за повреждения цинкового напыления во время сварки.

Читайте также:
Почему автомобиль «бьет током»?

Наиболее безопасно и длительно оцинкованные магистрали можно эксплуатировать для доставки холодной воды, имеющей высокий pH – от 7,5 до 8,5. Для городского водопровода это редкость, так как не везде имеются установки для качественной очистки сточных вод и снижения ее кислотности.

Горячая вода увеличивает скорость образования коррозии в 5 раз, а скачки температур внутри трубы вызывают разрушение защитного покрытия.

Соединения оцинкованных и медных труб также снижают качество покрытия, так как ионы меди действуют агрессивно и уменьшают срок эксплуатации трубопровода.

Согласно нормативным данным оцинкованные стальные конструкции:

  • не должны иметь трещины и вздутия;
  • могут иметь следы зачистки, если слой защитного покрытия не уменьшается до предельно допустимых значений;
  • торцевые части не должны иметь расслоения и зазубрины, превышающие 0,5 мм;
  • срез выполнен под прямым углом, скос не более 2 градусов.

Срезы могут не иметь цинкового покрытия, так как предназначены для сварки. Муфтовые соединения покрываются полноценным защитным слоем толщиной не менее 30 микрон.

Черные металлы для водопровода

На фоне материалов, имеющих разнообразные защитные покрытия, водопроводные конструкции из черных металлов – это бюджетный, и не самый надежный вариант обустройства водопровода.

Магистрали из углеродистой стали имеют следующие недостатки при эксплуатации:

  1. Подвержены образованию конденсата, поэтому требуется дополнительная изоляция внешнего слоя. Избыток пара способствует образованию коррозии.
  2. Уменьшение внутреннего диаметра из-за отложений в районах, где вода имеет примеси солей. Отложения на внутренних стенках снижают производительность водопровода из стальных труб.
  3. Затрудняют монтажные работы.
  4. Имеют неэстетичный внешний вид.
  5. Заявленный производителем срок эксплуатации не соответствует реальному, и трубы приходится менять быстрее. Какой срок выдержит конструкция предугадать невозможно.

Достоинствами стального водопровода являются:

  • низкая стоимость;
  • высокое сопротивление температурам и деформациям;
  • устойчивость к механическим повреждениям.

По ГОСТу трубные магистрали должны работать максимально 20 лет, но многое зависит от качества монтажных работ и химического состава транспортируемой жидкости.

Стоит ли выбирать стальные трубы для водопровода

В многоквартирном доме трубопровод монтируется с расчетом на 30 лет эксплуатации. Сталь вполне выдерживает этот срок. Засоры, возникающие по причине скопления песка, извести, коррозии могут снизить производительность трубы. Чтобы стальные конструкции служили дольше, их время от времени приходится профессионально чистить, что требует дополнительных финансовых затрат.

Использование металлических труб из дешевого сегмента в квартирных и частных домах неоправданно, так как замена трубопровода – процесс затратный, связан с отключением воды на несколько суток.

Выбирать лучше из материалов, покрытых специальными составами – цинком, хромом, керамикой, эмалью. Такие материалы обходятся дороже при покупке и монтаже, но служат дольше, и не требуют частых мер по уходу и прочистке. Особенностью стальной трубы с добавками хрома является заявленный срок эксплуатации более 100 лет, но есть противопоказания к содержанию хлора, который агрессивно воздействует на нержавеющую сталь, поэтому перед покупкой требуется проверить количество растворенного хлора в водопроводе.

Срок службы металлических труб водоснабжения: нормативный и фактический ресурс водопровода

Нет, это не пищеварительная система Чужого. Всего лишь внутренности старого водопровода

Сколько служат трубы из металла для водоснабжения? Сегодня нам предстоит порыться в поисках ответа на этот вопрос в нормативной документации и узнать, за счет чего сокращается ресурс трубопроводов. Приступим.

Огласите весь список

Для начала давайте вспомним, какие именно виды металлических труб применяются в системах холодного и горячего водоснабжения.

Собственно, в настоящее время их всего четыре:

  1. Черные стальные (водогазопроводные трубы ГОСТ 3262-75);
  2. Оцинкованные стальные, произведенные по тому же стандарту;
  3. Медные;
  4. Гофрированные нержавеющие.

Любопытно: еще несколько десятилетий назад магистрали холодного водоснабжения массово прокладывались чугунными трубами. Однако сейчас их практически полностью вытеснили напорные полиэтиленовые.

Чугунный водопровод, построенный больше двух веков назад, питает знаменитые фонтаны Петергофа

Черная сталь

Сталь ржавеет. Особенно быстро она ржавеет при длительном контакте с водой. Именно поэтому заложенный в нормативные документы ресурс стальных стояков и подводок, прямо скажем, не поражает длительностью.

Нормативный срок службы

Главный документ, устанавливающий нормативные сроки службы инженерных коммуникаций в жилом здании — ВСН (ведомственные строительные нормы) за номером 58-88, принятые в 1988 году. Они регламентируют сроки техобслуживания, реконструкции и ремонта зданий.

Документ регламентирует порядок ремонта и реконструкции зданий

В приложении №3 к документу приводятся следующие цифры:

Элемент инженерной системы Нормативный срок службы, лет
Стояк или подводка холодного водоснабжения из газовых труб 15
Стояк или подводка горячего водоснабжения из газовых труб в здании с закрытой системой теплоснабжения (без отбора горячей воды из системы отопления) 10
То же, в здании с открытой системой теплоснабжения (ГВС отбирается из контура отопления) 15
Полотенцесушители в системе ГВС 15

Деструктивные факторы

Какие факторы ограничивают срок службы ВГП труб без антикоррозионного покрытия:

Читайте также:
Погружной насос для колодца с автоматикой: типы и принципы работы

Стальные стояки водоснабжения. Первый свищ, заставивший мокнуть потолок, появился в перекрытии

Известковые отложения и ржавчина почти полностью перекрыли просвет в водопроводной трубе

Диаметр стальных стояков подбирается с поправкой на уменьшение пропускной способности трубы из-за отложений

Чем больше толщина стенки, тем дольше труба сможет противостоять коррозии

Заметьте: заросшую отложениями стальную подводку часто удается прочистить стальным тросиком или струной. Еще более эффективное разрушение отложений обеспечивается химической промывкой системы водоснабжения: щелочная или кислотная среда растворяет известь и окислы железа.

Химическая промывка способна преобразить старый водопровод

Реальный срок службы

На памяти автора минимальный срок беспроблемной службы стального водопровода ХВС в новом здании составил всего 10 лет. Дом строился и сдавался незадолго до распада Союза, в условиях жесткой экономии на стройматериалах и фактической неработоспособности советских норм и стандартов. Облегченные ВГП трубы, закупленные из соображений экономии, быстро и массово начали течь на сварных соединениях и резьбах.

Кстати: несмотря на одинаковый нормативный срок службы, указанный для черных стальных труб в системах ХВС и ГВС, трубы на холодной воде выходят из строя куда быстрее. Они интенсивно ржавеют благодаря выпадающему на их поверхности в жаркое время года конденсату и стремительно зарастают отложениями из-за отсутствия растворяющих известь и ржавчину присадок в питьевой воде.

На фото — типичное состояние стояка холодного водоснабжения после 20 лет службы

Старейшие инженерные системы из черной стали служат уже более полувека.

Помимо большой толщины стенок труб, их долгожительству способствуют:

  • Низкий уровень влажности;
  • Отсутствие конденсата на трубах ХВС;
  • Периодическая покраска стояков и подводок;
  • Низкое содержание минеральных солей в воде.

Оцинкованная сталь

Благодаря антикоррозионному покрытию оцинковка должна оказаться более долговечной по сравнению с черной сталью. Насколько?

Нормативный срок службы

Данные о нем мы можем найти в том же ВСН 58-88:

Элемент инженерной системы Нормативный срок службы, лет
Стояк или подводка в системе холодного водоснабжения 30
Стояк или подводка ГВС в доме с закрытой системой теплоснабжения 20
То же, в доме с открытой системой теплоснабжения 30

Фото позволяет сравнить состояние черных труб и оцинковки после хранения в одинаковых условиях

Деструктивные факторы

Как и почему оцинкованная труба металлическая для водоснабжения может выйти из строя?

Автор за время работы сантехником наблюдал единственный сценарий появления свищей на водопроводе из оцинковки: они возникали на сварном соединении. Строго говоря, варить оцинкованные трубы нельзя от слова «совсем»: в области шва цинк выгорает полностью. Видите ли, он испаряется уже при 900 градусах, а сталь плавится при 1400-1500.

В результате владелец оцинкованного водопровода, смонтированного на сварных соединениях, получает магистраль из коррозионно-нестойкого (хоть и местами) материала, но по вдвое более высокой цене.

Грубейшая ошибка: монтаж оцинкованного стояка водоснабжения выполнен на сварных соединениях

Как правильно монтировать оцинковку своими руками, чтобы обеспечить максимальный ресурс водопровода?

Вот инструкция, которой пользовались монтажники сантехнического оборудования в 50-60 годы прошлого века:

  • Все соединения выполняются только и исключительно на резьбах (нарезанных вручную или на токарно-винторезном станке) с использованием чугунных резьбовых фитингов;

Оцинковка монтируется исключительно на резьбах

  • Герметизация соединений выполняется сантехническим льном с пропиткой подмотки свинцовым суриком.

Зарастают ли оцинкованные трубы на водоснабжении? Отложения и ржавчина не задерживаются на их стенках, однако образование непроходимой для воды пробки при определенных обстоятельствах все же возможно. Это происходит так:

  1. В подводке водоснабжения (как правило, холодного) скапливается мусор — песок, окалина от сварки и чешуйки ржавчины. Засор формируется в том случае, если краны водоснабжения всегда открываются лишь частично, и скорость потока воды не позволяет ему унести мусор в смеситель и далее в канализацию;

Вместе с водой в трубы водоснабжения прилетает много мусора. Чтобы убедиться в этом, достаточно вскрыть аэратор смесителя

  1. Со временем скопление мусора цементируется известью и окисями железа, постепенно превращаясь в материал с прочностью камня.

Реальный срок службы

Автор статьи должен покаяться перед читателем: он не может назвать ни минимальный, ни максимальный срок службы оцинковки на водоснабжении. Дело в том, что ему ни разу не встречалась оцинкованная труба, нуждающаяся в замене из-за естественного износа.

Подводки и стояки, вскрывавшиеся после 50-70 лет эксплуатации, неизменно находились в безупречном состоянии и ничем не отличались от новых.

Оцинкованные стояки водоснабжения в подвале многоквартирного дома

Следующий металл в нашем списке — медь.

Медный водопровод: стильно и долговечно

Сколько способны прослужить эти металлические трубы для горячего водоснабжения? Каких-либо нормативных документов, устанавливающих конкретные сроки службы, не существует. Производители обещают туманные «50+» лет.

  • Старейшие медные водопроводы служат уже больше века и по прежнему находятся в идеальном состоянии;
  • Медь не деградирует со временем, не подвержена коррозии и боится лишь значительных механических воздействий: металл очень пластичен, а стенки труб имеют толщину всего лишь около миллиметра.
Читайте также:
Принцип работы автоматического выключателя - схема подсоединения к сети и советы по выбору автомата (видео + 130 фото)

Деструктивные факторы

Как говорят в городе-герое Одессе, «таки их есть»:

  • Срок службы медного водопровода может уменьшиться, если вместо пайки при его монтаже использовать пресс-фитинги с резиновыми уплотнительными кольцами. За 20-30 лет резина утрачивает эластичность (в первую очередь на горячей воде) и способна дать течи;

Пресс-фитинги для медных труб. Срок службы водопровода ограничен долговечностью уплотнительных колец

  • К разрушению стенок медных труб может привести их банальная эрозия. При большой скорости потока песок и прочие взвеси стремительно разрушают мягкий металл;

Заметьте: проблема решается установкой фильтров грубой очистки и ограничением скорости потока воды значением в 2 м/с.

Фильтр грубой очистки на вводе в дом способен очистить воду от песка и взвесей

  • Порвать медный водопровод теоретически могут гидроудар и замерзание в нем воды. Однако гидроудар должен быть прямо-таки экстремальным (разрушающее давление для медных труб равно 200 — 240 атмосферам), а разморозка должна повториться как минимум 5-6 раз: пластичность меди позволяет ей выдержать незначительное изменение диаметра или длины без разрушения.

Гофрированная нержавеющая труба

Сколько прослужит гофрированная нержавейка на водоснабжении?

По мнению одного из ведущих производителей, компании Lavita — бесконечно долго. Lavita прямо указывает для своей продукции неограниченный срок службы.

Характеристики гофрированный труб Лавита. Обратите внимание на максимальное давление и срок службы

Впрочем: силиконовые уплотнители в пресс-фитингах через 30 лет все-таки придется поменять. Эта работа не представляет сложности: фитинг разбирается для замены уплотнителя парой разводных ключей за 30-60 секунд.

Каков реальный срок службы нержавейки на водоснабжении, пока нельзя сказать просто-напросто из-за ограниченного времени ее эксплуатации.

Деструктивные факторы

Единственное, что способно нанести ущерб нержавеющему водопроводу — грубое механическое воздействие. Тонкие (всего 0,3 мм) стенки легко сминаются при сильном ударе.

Толщина стенок гофрированной трубы — всего треть миллиметра

А вот пресловутых гидроударов и разморозки можно не бояться:

  • Сочетание прочности на разрыв в 210 атмосфер (по данным компании Lavita) в сочетании с гофрированием стенок, выполняющих роль демпфера, позволит водопроводу выдержать любой кратковременный скачок давления;
  • При замерзании воды гофрирование позволит трубе удлиниться и вместить увеличившийся при кристаллизации объем льда без разрушения.

Благодаря гофрированию нержавеющая труба выдерживает без разрушения гидроудары и разморозку

Заключение

Надеемся, что нам удалось удовлетворить любознательность читателя. Узнать больше о том, сколько способны прослужить трубы для водоснабжения — металлические и пластиковые — вам поможет видео в этой статье. Успехов!

Промерзание грунта

Будущие владельцы и те, кто уже является обладателем собственного колодца сталкиваются с проблемой нормального функционирования источника, одна из сложностей — эксплуатация зимой.

Что такое промерзание грунта

Промерзание грунта – расширение почвы, уплотнения земли из-за превращения влаги в кристаллы льда. Сам процесс происходит по-разному, в зависимости от типа земли, региона, глубины. Данный фактор влияет на функционирование колодца, мерзлая почва вызывает горизонтальное и вертикальное смещение бетонных колец. При наличии в опалубке трещин или разломов, вода проникая в них, замерзает распирая бетон, это приведет дорогостоящему ремонту.

Типы и характеристики земли

Из разнообразия земляного покрова выделим основные с противоположными характеристиками:

  • Суглинок — на 60-70% состоит из глиняных пластов с примесями влажного песка. Данный вид покрова обладает малой пластичностью.
  • Супесь — рыхлая земля, состоящая, из песчаных частиц с небольшой концентрацией (5-15%) глинистых частиц. Вероятно, самый часто встречающийся вариант в Московской области.
  • Торф, насыпные пласты — располагаются в местах бывших руслах рек и водоемов. На данных видах покрова, строительство колодцев, их углубление, последующая эксплуатация — проблематична, происходит это из-за пластичности провоцирующей деформацию колец, труб водопровода из гидросооружения.
  • Насыщенная глина — как и предыдущий тип, глину характеризует пластичность, способность аккумулировать влагу и воду. Вода, замерзающая в почве вызывает пучение, оказывая давление на ЖБИ кольца и трубы подачи воды, если они установлены выше уровня промерзания земли.
  • Галечный, крупнозернистые грунты — для обустройства колодца, идеальное основание. Этот вид покрова надежно зафиксирует положение шахты и оборудования подведенного от нее. Такие породы в Москве, Подмосковье и территории Московской области встречается не более чем в 10% участков, а глубина залежей воды, в большинстве случаев, глубже среднестатистических.

Почему именно по периметру и нужно четыре ямы? Участок может состоять из различных типов почв, не исключен вариант – на разных концах территории у вас будут разные типы земли.

Таблица промерзания различных типов почв

Вид грунта Промежуток до грунтовых вод зимой Залегание трубопровода из колодца или фундамента дома
Скальные и полускальные Любое Любая, вне зависимости от глубины
Пески гравелистые, крупные и средние Любое Независимо от глубины, но не менее 0,5 метра
Пески мелкие, пылеватые Более чем на 2 метра, ниже уровня промерзания Более чем на 2 метра, ниже уровня промерзания
Супеси Превышает расчетный уровень обмерзания почвы менее чем на 2 метра Не менее 3/4 расчетной глубины покрова, но не менее 0,7 метра
Суглинки, глины Менее расчетной глубины Не менее расчетного уровня

Факторы влияния

На уровень промерзания влияют следующие природные показатели:

  • Растительность на участке;
  • Слой снежного покрова;
  • Температура на поверхности;
  • Тип поверхности;
  • Интенсивность влажности почвы.

Усредненные данные, при идентичных дневных температурах глубина следующая:

  • Суглинки – 130-140 сантиметров;
  • Глина, насыпные пласты 135-145 сантиметров;
  • Галечные почвы – 172-176 сантиметров;

Региональная нормативная глубина промерзания

Область Суглинки, глины Пески мелкие, пылеватые Пески гравелистые, средние Галечный грунты, крупнозернистые
Москва 1,35 1,64 1,76 2,00
Дмитров 1,38 1,68 1,80 2,04
Владимир 1,44 1,75 1,88 2,12
Тверь 1,37 1,67 1,80 2,03
Калуга 1,34 1,64 1,75 1,98
Тула 1,34 1,63 1,74 1,98
Рязань 1,41 1,72 1,84 2,09
Ярославль 1,48 1,80 1,93 2,19
Вологда 1,50 1,82 1,95 2,21
Нижний Новгород 1,49 1,81 1,94 2,20
Санкт-Петербург 1,16 1,41 1,51 1,71

Грунты для строительства колодцев

Возведение нового колодца, мероприятие не из дешевых, важно на первоначальных стадиях учесть нюансы строительства и эксплуатации, которые не возможно устранить впоследствии. Если залежи воды близки к поверхности, подойдет любой тип почвы. Если участок находится на торфе или иле, глубине залежей жидкости ниже десяти метров и уровне промерзания около двух, потребуется усиление конструкции шахты, утеплению стен источника.

Преимущество породы:

  • Почва не подвержена пучению;
  • Не промерзает;
  • Не деформируется;
  • Ее подмывает и не размывает.

Проблема породы — работа на таком виде почв требует затрат времени и опыта колодезных мастеров.

При рытье гидросооружения, значимый фактор — уровень подземных вод, они должна быть ниже глубины промерзания. При нахождении жидкости выше, она будет замерзать, что приведет к пучению земляных пластов, происходит это неравномерно, что приводит к деформации или частичному смещению бетонных колец.

Если ваш участник расположен на следующих типах почв: пылеватых и мелких песках, суглинках и супесях, вам необходимо еще до строительства источника определить уровень залегания грунтовых вод.

Для выявления таких покровов используйте следующий способ: киньте фрагмент земли в воду, он быстро превратился в жидкую субстанцию? – такая почва при намокании будет проседать и легко поддаваться воздействию ледяного грунта. При таком виде земли обязательно требует усиления конструкции колодца.

Как обезопасить колодец

Чтобы обезопасить колодец от возможных проблем при промерзании грунты и пучения почвы, выход из положения — усиление конструкции шахты.

Если у вас сделана подводка воды из колодца, трубы необходимо расположить ниже промерзания.

Установка скоб и анкеров

Чтобы обеспечить стволу источника воды стабильность, прочность, предотвратить смещение колодезных колец и не допустить образования вертикальных разрывов, проводится скобирование, то есть жесткое сочленение стыков ЖБИ анкерами и металлическими скобами. Скрепление конструкции осуществляется также, как при строительстве, так и у действующих источников (в качестве одного из этапов профилактических, ремонтных работ).

Фиксация может быть произведена двумя способами – установкой колец с замком и скоб. Замковые кольца способны противостоять боковому давлению грунтов, но не решают проблемы вертикальных разрывов. Без скобирования некоторые кольца во время подвижки грунта могут сместиться, в результате чего происходит искривление шахты.

Как проводится скрепление колец?

Для установки используется по 2-4 скобы на каждый стык (количество зависит от места монтажа). Перед монтажом на соседних кольцах (недалеко от шва) перфоратором проделываются отверстия нужного размера, в которые и устанавливаются скобы или анкера, закрепляемые мощными болтами. В итоге “держатель” связывает верх нижнего кольца и низ верхнего.

Особенности качественного скрепления:

  • Желательно скобировать всю шахту, независимо от типа грунта для достижения наилучшей стабильности конструкции;
  • Скрепление лишь 2-3 верхних стыков не допускается, если колодец стоит на плывуне, песчаных грунтах, а также в местности, где выпадают обильные осадки; во всех этих случаях нужно полностью скобировать шахту;
  • Работы по скреплению проводятся с применением специального инструмента, с соблюдением правил безопасности, поэтому не стоит спускаться в шахту без необходимого оборудования и при отсутствии навыков проведения ремонтных работ в колодце.

Утепление шахты и водопровода

Утепление колодца — процесс обустройства для сохранения тепла внутри резервуара. Подробнее о технологию утепления шахты, так же ознакомьтесь для чего нужно утеплять шахту.

Если утеплить шахту можно уже после эксплуатации источника, то водопровод из колодца и трубы, нужно до подводки воды.

Траншея копается ниже уровня промерзания с запасом в 20-30 сантиметров, а качестве страховки используется технология греющего кабеля. Вокруг трубы или внутри ее протягивают кабель на который подается тепло, это тепло помогает поддерживать постоянную температуру в системе водопровода.

Иван Покровский

Автор данной статьи и колодезный мастер нашей компании.

Возможно, материал будет полезен вашим знакомым. Поделитесь статьей в социальных сетях.

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Глубина и скорость промерзания грунта и их влияние на процессы пучения

Связь пучения со скоростью, глубиной промерзания

Оглавление:

  1. Введение
  2. Скорость промерзания грунта
  3. Глубина промерзания грунта
  4. Заключение
  5. Связанные статьи

1. Введение

Одними из наиболее значимых факторов, определяющих величину поднятия дневной поверхности (степень пучинистости) при промерзании грунтов являются глубина и скорость их промерзания.

Дневная поверхность грунта – жаргонный термин в строительной геологии, обозначающий поверхность современного рельефа. Можно заменить терминами: поверхность земли, уровень земли. В случае если на рассматриваемом участке выполнялась или будет выполняться планировка (насыпь или выемка грунта), то поверхность следует называть «уровень планировки»

Глубина и скорость промерзания грунтов зависит от большого числа факторов: значений отрицательной температуры наружного воздуха в зимний период, от продолжительности зимнего периода, от толщины и плотности снегового покрова и динамики изменения этих показателей в течении зимы, теплопроводности грунта, наличия теплоизолирующих покрытий (бывают как естественные, например, моховый или торфовый слой, так и искусственные), интенсивности воздействия солнечной радиации на конкретный участок поверхности, от смен холодной погоды на оттепели и от положения уровня грунтовых вод.

2. Скорость промерзания грунта

Увеличение объема грунта и величина подъема поверхности земли зависят от скорости промерзания, а скорость, в свою очередь, зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха и теплотехнических свойств грунта.

Экспериментально установлено, что чем меньше скорость промерзания, тем больше величина пучения и, наоборот, при больших скоростях промерзания грунт меньше увеличивается в объеме.

На величину вспучивания оказывает влияние и коэффициент фильтрации глинистого грунта, которой обусловливает подток капиллярной влаги к фронту промерзания. В образцах, замерзающих при большой скорости промерзания, визуально не наблюдается образования ледяных включений в виде прослоек и линз, следовательно, грунт незначительно ухудшает свои физические свойства при оттаивании.

При быстром промерзании в грунте не успевает накопиться влага, поступающая по капиллярам, поэтому он меньше проявляет пучение

При малой скорости промерзания грунта происходит формирование льдистой текстуры за счет постоянного притока влаги по капиллярам из нижележащих слоев талого грунта, сопровождающееся повышенным накоплением ледяных включений в нем. Такие грунты при оттаивании резко ухудшают свои физические свойства. Иногда грунты, имеющие твердую или пластичную консистенцию до промерзания, превращаются в текучее состояние после промерзания и оттаивания.

Наибольшее количество льда в грунтах природного сложения скапливается при промерзании грунта на глубину до 1-1,2 м так как на этих глубинах больше сказывается колебание отрицательной температуры наружного воздуха, например, при смене холодной погоды на оттепели, что позволяет накопить в структуре грунта больше влаги в виде льда

3. Глубина промерзания грунта

Значение глубины промерзания грунтов оказывает большое влияние на вспучивание дневной поверхности грунта. Например, в Забайкалье подъем поверхности грунта достигает 40 см при глубине промерзания суглинистого грунта 2,6-2,8 м, а сильнопучинистый суглинок в Московской области вспучивается на 15 см при глубине промерзания на 1,5 м.

Глубина промерзания грунта может в зависимости от региона РФ и локальных условий меняться в широких пределах: от 0 до 6 м. Максимальные значения глубины промерзания грунтов наблюдаются в Забайкалье, ближе к границе Монголии, преимущественно на песчаных и крупнообломочных грунтах и большей частью на северных склонах.

Наблюдениями за глубиной промерзания грунтов установлено, что влажные глины и суглинки промерзают заметно меньше, чем супеси, пески мелкие и пылеватые, а пески крупные и крупнообломочные грунты промерзают еще больше, чем супеси и пылеватые пески.

Чем более крупные частицы слагают грунт, тем больше будет глубина его промерзания при прочих равных условиях, однако крупнодисперсные грунты не подвержены пучению

Так как глубина промерзания зависит от действительно большого числа факторов, для начала разберемся что на этот счет говорится в нормативной литературе.

В нормативной документации на проектирование фундаментов рассматривается только глубина промерзания грунта. Эта величина рассчитывается по формулам в зависимости от среднемесячных температур в холодный период года и типа грунта без учета всех остальных факторов (не учитывается снеговой покров, солнечная радиация, свойства и влажность грунта и пр.).

Действующий на данный момент норматив в области проектирования фундаментов — СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений гласит:

СП 22.13330.2016 п. 5.5.1 Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом: …- глубины сезонного промерзания грунтов. Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

5.5.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что ее следует определять в соответствии с ГОСТ 24847.

5.5.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение следует вычислять по формуле

, (5.3)

где d — величина, принимаемая равной:

  • для суглинков и глин 0,23 м;
  • супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
  • песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
  • крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

Мt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

Значение d для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания. (прим. если промерзает несколько разных слоев то необходимо определять осредненное значение коэффициента d)

Нормативную глубину промерзания грунта dfn в районах, где >2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

5.5.4 Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, вычисляют по формуле

, (5.4)

где Kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений Kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

dfn — нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 и 5.5.3.

  1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетную глубину промерзания грунта для неотапливаемых сооружений следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетную глубину промерзания следует определять теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также, если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
  2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении Kh за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

dfn — нормативная глубина промерзания, определяемая по СП 22.13330.2016 не учитывает множественные факторы т.к. нормативы нацелены на получение наиболее надежного результата. Эта величина показывает насколько промерзает грунт на свободной от снега поверхности, не прогреваемой солнцем в течении всей зимы (под навесом). Реальная глубина промерзания будет меньше или такой же в зависимости от количества снега и солнечной радиации на поверхности

Для того, чтобы определить реальную глубину промерзания с учетом множества факторов, включая снеговой покров, солнечную радиацию и тепловой режим сооружения необходимо выполнить теплотехнический расчет. Теплотехнические расчеты сложны и трудоемки, а так же требуют большого количества исходных данных. Для отдельных случаев существуют упрощенные расчеты, некоторые из которых приведены в СП 25.13330. Вопросы теплотехники грунтов затрагиваются в этой статье.

4. Заключение

Для правильного учета сил морозного пучения и выбора мер по защите от его воздействия необходимо и достаточно верно определить глубину промерзания грунта. Для этого следует пользоваться расчетами, приведенными в нормативной литературе.

Учет скорости промерзания в расчетах невозможен из-за сложности определения этого показателя и его изменчивости.

Учитывать снеговой покров в надежде что он снизит глубину промерзания не следует, так как после возведения сооружения снег скорее всего будет переноситься ветром от одной части сооружения к другой и с наветренной стороны поверхность грунта будет оголена. Если же сооружение поднято над землей, то под ним будет оголенная поверхность без снега и с температурой наружного воздуха, что так же увеличит глубину промерзания.

Если глубина промерзания грунта больше 2,5 м и если среднегодовая температура в регионе отрицательная, то для определения нормативной глубины промерзания необходимо выполнять теплотехнический расчет.

Так же теплотехнический расчет следует выполнять если, например, применяется утепление грунта.

Для принятия решений по фундаментам используется расчетное значение глубины промерзания, которое в 1,1 больше нормативного для неотапливаемых сооружений и ниже нормативного для отапливаемых сооружений.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: