Особенности пропуска полимерных трубопроводов через строительные конструкции

В. А. Устюгов, канд. техн. наук, директор ГУП «НИИ Мосстрой»

А. А. Отставнов, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ГУП «НИИ Мосстрой»

В. Е. Бухин, канд. техн. наук, УЦ НПО «Стройполимер»

При устройстве внутренних трубопроводных сетей (отопление, холодный и горячий водопровод, газопроводы, канализация и водостоки) используются трубы из различных по прочности и поверхностной твердости материалов (сталь, медь и разнообразные полимеры).

Часть таких трубопроводов практически всегда располагается в толще перекрытий, стен, перегородок и фундаментов. Для стояков, например, длина этой части может составлять до 10 % (расстояние между полами смежных этажей – 3 м и толщина перекрытия – 0,3 м). Перечисленные выше элементы зданий могут быть выполнены как из твердых (железобетон, кирпич и т. п.), так и из относительно мягких (дерево, гипсолит, сухая штукатурка и т. п.) строительных материалов.

В этой связи перед монтажниками внутренних трубопроводных сетей всегда возникают вопросы [1], которые связаны с пропуском полимерных трубопроводов через строительные конструкции:

– как будет сказываться на долговременном прочностном поведении мягкого полимерного трубопровода его непосредственный контакт с элементом из твердого строительного материала;

– как будет сказываться на прочности непосредственный контакт элемента из мягкого строительного материала с трубопроводом из твердого материала.

Эти вопросы обусловлены тем, что всегда важно знать, каким образом проще, дешевле и надежнее для безаварийной службы элементов зданий и трубопроводов обустроить их пересечения со строительными конструкциями. Анализ многочисленных нормативных и литературных данных не позволяет дать достаточно убедительного ответа на поставленные вопросы.

Так, в СНиП 3.05.01–85 («Внутренние санитарно-технические системы») – основном документе общероссийского значения по правилам монтажа внутренних систем – нет никаких рекомендаций по обустройству проходов трубопроводов через элементы зданий, кроме следующих: «неизолированные трубопроводы систем отопления, теплоснабжения, внутреннего холодного и горячего водоснабжения не должны примыкать к поверхности строительных конструкций», а также «расстояние от поверхности штукатурки или облицовки до оси неизолированных трубопроводов при диаметре условного прохода до 32 мм включительно при открытой прокладке должно составлять от 35 до 55 мм, при диаметрах 40–50 мм – от 50 до 60 мм, а при диаметрах более 50 мм – принимается по рабочей документации». Не отражены в достаточной мере правила пересечения элементов зданий трубопроводами и в общегосударственном нормативе СНиП 2.04.01–85 («Внутренний водопровод и канализация зданий») по нормам проектирования внутренних систем водоснабжения и водоотведения зданий. В разделе 17 приводятся указания, в соответствии с которыми:

– места прохода стояков через перекрытия должны быть заделаны цементным раствором на всю толщину перекрытия (п. 17.9г);

– участок стояка выше перекрытия на 8–10 см (до горизонтального отводного трубопровода) следует защищать цементным раствором толщиной 2–3 см (п. 17.9д);

– перед заделкой стояка раствором трубы следует обертывать рулонным гидроизолирующим материалом без зазора (п. 19.9е). Впрочем, это указание распространяется только на стояки канализационных систем. Рассмотрение различных нормативных рекомендаций по обустройству пересечений трубопроводами элементов зданий показывает, что они весьма не полны и к тому же носят порой противоречивый характер.

Некоторые рекомендации по обустройству пересечений трубопроводов с различными элементами зданий имеются в общероссийских сводах правил и ведомственных технических рекомендациях. Они распространяются, как правило, на проектирование и монтаж конкретных внутренних систем из конкретного вида труб.

В одних сводах правил приводятся рекомендации общего характера. Например, в СП 40–101–96 («Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена "Рандом сополимер"») указывается (п. 4.5.), что «при проходе трубопровода через стены и перегородки должно быть обеспечено его свободное перемещение (установка гильз и др.). При скрытой прокладке трубопроводов в конструкции стены или пола должна быть обеспечена возможность температурного удлинения труб». В данном случае имеются в виду полипропиленовые трубопроводы. В других сводах правил приводятся рекомендации, которые касаются трубопроводов из металлополимерных труб. Например, в п. 5.7. СП 41–102–98 («Проектирование и монтаж трубопроводовсистем отопления с использованием металлополимерных труб») указывается, что «для прохода труб через строительные конструкции необходимо предусматривать гильзы. Внутренний диаметр гильзы должен быть на 5–10 мм больше наружного диаметра прокладываемой трубы. Зазор между трубой и гильзой необходимо заделать мягким несгораемым материалом, допускающим перемещение трубы вдоль продольной оси» (рис. 1).

В другом своде правил СП 40–103–98 («Проектирование и монтаж трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения с использованием металлополимерных труб») в п. 3.10 указывается, что «для прохода через строительные конструкции необходимо предусматривать футляры, выполненные из пластмассовых труб. Внутренний диаметр футляра должен быть на 5–10 мм больше наружного диаметра прокладываемой трубы. Зазор между трубой и футляром необходимо заделать мягким водонепроницаемым материалом, допускающим перемещение трубы вдоль продольной оси». Как видим, приводятся практически одни и те же рекомендации. Только «гильза» называется «футляром» и указывается материал, из которого он должен быть изготовлен. Относительно металлополимерных труб имеются и другие рекомендации. Так, в ТР 78–98 («Технические рекомендации по проектированию и монтажу внутреннего водопровода зданий из металлополимерных труб») в п. 2.20 указывается, что «проход водопровода из МПТ через строительные конструкции следует выполнять в гильзах из металла или пластмасс». А буквально в следующем п. 2.21 вводится ограничение на материал: «пересечение перекрытий стояками водопровода из МПТ должно выполняться с помощью гильз из стальных труб, выступающих над перекрытием на высоту не менее 50 мм». В том же документе в разделе «Ремонтные работы» (п. 5.9) указывается, что «при ослаблении заделки между трубой и футляром, проходящим через строительные конструкции, необходимо ее уплотнить льняной прядью либо другим мягким материалом». Здесь, естественно, возникает вопрос: о какой заделке идет речь? Имеются нормативы, которые в какой-то степени отвечают на этот вопрос. Например, в ТР 83–98 («Технические рекомендации по проектированию и монтажу внутренних систем канализации зданий из полипропиленовых труб и фасонных частей») указывается (п. 4.26), что «в местах прохода канализационных стояков через перекрытие перед заделкой раствором стояк следует обертывать рулонным гидроизоляционным материалом без зазора для обеспечения возможности демонтажа трубопроводовпри ремонте и компенсации их температурных удлинений». В «Руководстве по проектированию и монтажу внутренних систем водоснабжения канализации зданий из полипропиленовых труб и фасонных частей» имеются разделы, касающиеся как водоснабжения, так и канализации. Для канализации указывается (п. 3.2.20), что «проход полипропиленовых трубопроводов сквозь строительные конструкции должен выполняться с помощью гильз, внутренний диаметр гильз из жесткого материала (кровельная сталь, трубы и т. п.) должен превышать наружный диаметр пластмассового трубопровода на 10–15 мм. Межтрубное пространство должно заделываться мягким негорючим материалом с таким расчетом, чтобы не препятствовать осевому перемещению трубопровода при его линейных температурных деформациях. Допускается также вместо жестких гильз обертывать полипропиленовые трубы двумя слоями рубероида, пергамина, толя с последующей перевязкой их шпагатом и т. п. материалом. Длина гильзы должна на 20 мм превышать толщину строительной конструкции». Относительно прохода трубопроводов водоснабжения через строительные элементы никаких сведений не приводится. Получается так, что пересечение трубопроводов из полипропиленовых труб с элементами зданий можно вполне обустраивать и без использования гильз (футляров). В общегосударственном документе – строительных нормах СН 478–80 («Инструкция по проектированию и монтажу систем водоснабжения и канализации из пластмассовых труб») – указывается (п. 3.16), что «пересечение пластмассовым трубопроводом фундамента зданий следует предусматривать с помощью стального или пластмассового футляра. Зазор между футляром и трубопроводом заделывается белым канатом, пропитанным раствором низкомолекулярного полиизобутилена в бензине в соотношении 1:3. Этот же тип заделки следует применять и для концов футляров. В случае применения для заделки зазора просмоленного каната или пряди пластмассовую трубу следует обмотать полихлорвиниловой или полиэтиленовой пленкой в 2–5 слоев. Допускается производить заделку асбестовым материалом (тканью, шнуром) с герметизацией концов футляра гернитом». В строительных нормах также указывается (п. 4.6), что «в местах прохода через строительные конструкции пластмассовые трубы необходимо прокладывать в футлярах. Длина футляра должна на 30–50 мм превышать толщину строительной конструкции.Расположение стыков в футлярах не допускается». К сожалению, кроме длины футляра сведений о материале, из которого следует изготовлять футляр, о толщине его стенок и других характеристиках не приводится. В заменившем СН 478–80 своде правил СП 40–102–2000 («Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов») какие-либо сведения об устройстве пересечений трубопроводов с элементами зданий вообще отсутствуют. Мы, как одни из разработчиков этого свода правил, отсутствие рекомендаций по обустройству пересечений трубопроводов с элементами зданий объясняем следующим образом. Т. к. в СП 40–102–2000 приводятся общие положения, то предполагалось, что специфические правила будут изложены в СП по проектированию и монтажу конкретных систем (холодные водопроводы, горячие водопроводы, водяное отопление, канализация, внутренние водостоки) трубопроводов из конкретного вида материалов (полиэтилен сшитый, поливинилхлорид, полиэтилен и т. п.). При разработке таких сводов правил появилась бы возможность учесть особенности помещений зданий, а также то, как и где готовятся отверстия для пересечения трубопроводами строительных конструкций. Ведь отверстия в перекрытиях, стенах и перегородках могут готовиться полностью на строительном объекте либо иметь заводскую готовность. В СНиП 23–03–2003 («Защита от шума») с целью снижения уровня шума рекомендуется пропускать трубопроводы через перекрытия с использованием отопления гильз с уплотнением промежутка эластичным материалом, но, к сожалению, это относится только к системам отопления.

Рисунок 1. Установка гильзы для прокладки труб в стенах и перекрытиях

Однако существенными источниками шума являются и другие внутренние трубопроводы [2]. Соответствующее обустройство [3, 4] пропусков, например, канализационных трубопроводов через строительные конструкции (рис. 2, 3 и 4) позволяет значительно снизить исходящий от них шум (уровень шума отражен на рисунках количеством стрелок). Таким образом, изучение некоторых нормативных положений убеждает в том, что единого мнения об обязательных требованиях к обустройству проходов пока не сложилось. Это и понятно, поскольку условия пересечения металлическими и полимерными трубопроводами весьма разнообразны: это и материал строительных элементов (бетон, кирпич, дерево и т. п.), и разнообразные элементы (несущие стены и перегородки жилых комнат, санузлов и фундаментов, а также перекрытия). Важным является и то, какие элементы (стены, перекрытия и т. п.) пересекают трубопроводы, в каких помещениях это производится (санузел, жилая комната и т. п.) и какой способ монтажа (закрытый или открытый) используется. Именно от этих факторов в каждом конкретном случае будут зависеть критерии экономичного обустройства мест пересечений, выполнение которых только и позволит обеспечить надежную и долговечную эксплуатацию любой санитарно-технической системы из любых труб.

Как уже отмечалось выше, в литературе этим вопросам практически не уделяется никакого внимания. Необходимость оснащения трубопроводов гильзами при пересечении отдельных элементов зданий можно обосновать рядом факторов.

Прямолинейные участки, например, стояков из полимерных труб, очень чувствительны к перепадам температур и способны существенно перемещаться. Очевидно, что здесь гильзы устанавливать обязательно. Это позволит создать условия для свободных перемещений трубопроводов в случае их термических деформаций при возможных монтажно-эксплуатационных, сезонных или суточных температурных перепадах. Однако можно и не допускать перемещения полимерных трубопроводов в строительных элементах зданий. Для этого необходимо устраивать на них компенсаторы таким образом, чтобы полностью исключить перемещения полимерного трубопровода в строительном элементе.

Рисунок 2. Схема распространения воздушного шума от канализационного трубопровода с жестким пропуском через перекрытие 1 – перекрытие; 2 – стрелками обозначены звуковые волны – шум; 3 – капитальная стена; 4 – канализационный стояк; 5 – крепежный хомут; 6 – декоративная панель-перегородка; 7 – жесткая (бетонная) заделка

Рисунок 3. Схема распространения воздушного шума от канализационного трубопровода с эластичным пропуском через перекрытие 1 – перекрытие; 2 – декоративная панель-перегородка; 3 – канализационный стояк; 4 – крепежный хомут; 5 – капитальная стена; 6 – стрелкой обозначена звуковая волна – шум; 7 – жесткая (бетонная) заделка; 8 – эластичная заделка

Рисунок 4. Схема пропуска канализационного отводного трубопровода и стояка сквозь перегородку и перекрытие 1 – стояк; 2, 5 – заделка прохода; 3 – перекрытие; 4 – отводной трубопровод; 6 – стена

В других случаях устанавливать гильзу в строительном элементе при проходе через него полимерного трубопровода необходимо для того, чтобы можно было при необходимости произвести демонтаж какого-то участка трубопровода без разрушения этого элемента. Критерий, естественно, не однозначный. Если необходимость диктуется форс-мажорными обстоятельствами, то, как показывает практика, такие случаи бывают исключительно редкими. И обустраивать каждый строительный элемент (из многих миллионов) гильзами вряд ли целесообразно. Если иметь в виду полную замену полимерного трубопровода (срок службы которого, например, в системах холодного водоснабжения, составляет 50 лет, а в отоплении – 25 лет), то целесообразность использования таких гильз также не очевидна.

Требование обязательной заделки пространства между трубопроводами и гильзами, устанавливаемыми в строительных элементах, безусловно, справедливо. Это необходимо делать для того, чтобы исключить проникновение запахов и насекомых из одного помещения в другое. Очевидно, что насекомые (клопы и тараканы) не должны проникать к соседу. Также нежелательно их возможное перемещение, например, из кухни в какую-либо комнату.

Каким образом осуществлять такую заделку? Очевидно, что пространство между трубой и гильзой, находящейся в перегородке, можно заделывать материалом, от которого можно и не требовать герметичности. А вот если гильза находится в перекрытии, то, скорее всего, обеспечение герметичности заделки будет являться обязательным требованием. Это продиктовано тем, что в случае аварии, например, на стояке системы водяного отопления из МП труб, вода не должна пройти через зазор между трубой и гильзой на нижние этажи. Относительно размеров гильз и определения величины выступания гильзы за пределы строительного элемента следует иметь в виду такие соображения:

– требование о том, чтобы гильза выступала на 50 мм над перекрытием, думается, не во всех случаях может быть обязательным;

– с такой величиной можно согласиться для помещений (например, ванных комнат либо душевых: в них, как правило, предусматривается устройство гидроизоляции под полом), где возможен подъем уровня разливаемой воды выше этой отметки чистого пола. При этом заделка гильзы вокруг трубопровода должна быть герметичной;

– в некоторых случаях будет вполне достаточно, если гильза будет выступать из пола на 5–7 мм;

– чрезмерное выступание гильзы за пределы перегородки вряд ли целесообразно. Чем короче гильза, тем меньше будет ее стоимость и, следовательно, затраты на ее установку. По-видимому, будет вполне достаточно того, чтобы не было каких-либо препятствий для проведения отделочных работ (оштукатуривания, покраски, наклеивания обоев, кафельной плитки и т. п.);

– очевидно, что эти соображения в полной мере относятся и к выступанию гильзы за пределы потолка.

Зазор между гильзой и полимерным трубопроводом должен выбираться с таким расчетом, чтобы можно было производить его качественную заделку. Внутренние диаметры гильз должны также допускать свободный пропуск деталей трубопроводов, которые предполагается заменить, например, в случае аварийных ситуаций. Для этого они должны быть больше наружных диаметров таких деталей. Что касается материала гильз, то необходимо иметь в виду следующие соображения. Опыт показывает, что гильзы устраиваются из отрезков стальных и полимерных труб, а также из таких рулонных гидроизоляционных материалов, как рубероид. В нашей практике (60-е годы прошлого столетия, московские кварталы 18 и Хорошево-Мневники) известны случаи, когда использовались гильзы из картона (правда, это было на стальных трубопроводах водяного отопления). Материал должен обеспечивать возможность прочной заделки в строительную конструкцию. Когда речь идет о железобетонных элементах, то использование стальных гильз не вызывает сомнений. Их можно легко забетонировать как в условиях завода ЖБК (при изготовлении железобетонных панелей стен и перекрытий), так и непосредственно на строительном объекте в процессе монтажа трубопроводной системы, используя для этого соответствующую опалубку. Гильзы из других материалов имеют преимущество перед стальными гильзами в том, что на них нет острых граней и заусенцев, которые при монтаже могут поцарапать и порезать, например, пластмассовые трубы, что крайне опасно, особенно для напорных трубопроводов. По этой причине на стальных гильзах торцы должны специально обрабатываться. Их стенки по краям должны отгибаться наружу (развальцовка) и с них должны удаляться заусенцы (раззенковка). Относительно гильз из других материалов также следует иметь в виду, что практически все пластмассы не обладают достаточной адгезией с цементным раствором.

Независимо от материала прочную заделку гильз в элементах деревянных зданий можно обеспечить только с использованием специальных способов. Использование таких рулонных материалов, как рубероид, не желательно. Ведь такие материалы могут иметь нефтяные составляющие, контакт которых с пластмассами недопустим.

Материал гильз не должен способствовать распространению огня из одного помещения в другое, что связано только с одним из факторов – выполнением требований пожарной безопасности. В литературе имеются сведения [5] по этому вопросу. К сожалению, эта тема (о каких помещениях и о каких системах может идти речь) выходит далеко за рамки данной статьи. Она может быть рассмотрена нами в будущем. К проходу трубопроводов через фундаменты следует предъявлять требования обеспечения герметичности от проникновения грунтовых вод в подвал. Также следует учитывать возможность неравномерной осадки фундамента и трубопровода. Для этого внутренний диаметр гильз (футляров) должен быть больше наружного диаметра трубопровода, согласно СН 478–80, на 200 мм. Естественно, размеры гильз обуславливаются используемым методом монтажа трубопровода. Если трубопровод закрыт, например, какой-либо декоративной панелью (скрытый монтаж), то вряд ли нужно считаться с чрезмерным выступанием гильзы за пределы перегородки. Другое дело, когда гильза находится на виду (открытый монтаж трубопровода). В этом случае следует использовать гильзы с размерами, которые не будут портить интерьер помещения. В заключение следует отметить, что рассмотренные в статье положения должны побудить проектировщиков и монтажников более ответственно относится к обустройству пропусков полимерных трубопроводов через строительные конструкции, что положительным образом должно сказаться на качестве монтажа и надежности их последующей эксплуатации.

Литература

1. Отставнов А. А., Бухин В. Е. О проходе полимерными трубопроводами элементов жилых зданий // Трубопроводы и экология. 2004. № 3.

2. Устюгов В. А., Отставнов А. А. // Сантехника. 2005. № 5.

3. Устюгов В. А., Отставнов А. А.. Выбор трубных изделий для устройства внутренних канализационных сетей // Технология строительства. 2005. № 36.

4. Устюгов В. А., Отставнов А. А.. О шумности санитарно-технических узлов зданий // Сок. 2005. № 3.

5. Пластмассовые трубы, их характеристики и область применения. NGP /Проф. Воронов Ю. В. и проф. Журов В. Н. М., 2000.