Особенности проектирования канализационных систем: борьба с шумом, устройство вентиляционных трубопроводов

Причины шума канализационных систем

Основными причинами возникновения шума в канализационных стояках и трубах являются:

• ударный шум на вертикальных участках, возникающий вследствие ударов сливаемой жидкости о стенки стояка;
• ударный шум на горизонтальных участках, возникающий из-за ударов сточной воды о стенки горизонтально направленных отвод-ных трубопроводов при изменении направления движения;
• вибрация стояка от падения сливаемой жидкости;
• шум, возникающий из-за всасывания воздуха и/или из-за сжатия под воздействием веса сточных вод в стояке.

Большая часть мощности шума передается от стенки трубы в помещения квартиры по воздуху. Кроме того, вибрация передается от труб к строительным конструкциям здания через крепления канализационных труб.

Исходя из сказанного выше, можно установить, что величина уровня шума канализационных систем зависит: от характеристики хомутов крепления, от гидравлических характеристик системы (угол и сечение тройников и отводов), от типа системы (вентилируемая или невентилируемая) и от того, насколько правильно она спроектирована и смонтирована, а также от материалов, использованных в конструкции здания.

Кроме того, уровень шума зависит от физических характеристик труб и фитингов, а именно:

• от веса;
• от эластичности и геометрических размеров (в первую очередь от толщины стенки);
• от способности к амортизации и гашению механических колебаний, которые зависят от состава материала трубы (или комбинации нескольких материалов).

Нормативные требования
Согласно нормативному документу СН 2.2.4/2.1.8.562–96 [1], регламентирующему уровень шума в помещениях, допустимый уровень шума в ночное время (с 23 до 7 ч утра) 30 дБ. Такой же уровень шума установлен и европейским документом DIN4109 [2], а по еще более строгой норме VDI 4100[3] для 3-й степени шумозащиты он не должен превышать 25 дБ. Добиться такого уровня шума даже в грамотно спроектированной канализационной системе с использованием обычных пластиковых труб чаще всего невозможно. Поэтому для объектов, к которым предъявляются повышенные требования по комфорту проживания, рекомендуется использовать системы внутренней канализации с пониженным уровнем шума.

В конечном счете, для того чтобы уменьшить уровень шума канализационных систем, необходимо:

• выбрать трубу с высокими шумопоглощающими характеристиками,
• правильно спроектировать и смонтировать канализационную систему.

Факторы, влияющие на уровень шума канализационных систем

Существует целый ряд параметров системы, изменяя которые можно влиять на уровень шума системы. Рассмотрим некоторые из них.

В первую очередь уровень шума зависит от величины расхода стоков, т. е. от объема и скорости течения жидкости (табл. 1).

Видно, что при увеличении расхода воды в два раза уровень шума повышается на 3дБ, или в 1,41 раза.

Увеличение диаметра канализационного стояка приводит к снижению риска возникновения сифонного эффекта (срыву гидравлического затвора), но при этом повышается уровень шума. Поэтажные отводы могут присоединяться под различными углами (87,3°, 67,3°, 45° и т. п.). Меняя угол входа жидкости в стояк, можно уменьшить или увеличить пропускную способность канализационного стояка. Однако в то же время увеличивается или уменьшается уровень шума системы. Рассмотрим различные варианты присоединения поэтажных отводов.

Вариант А
Прямой отвод характеризуется углами 87–88,5°, является наиболее рекомендуемым решением, так как способствует циркуляции воздуха, обеспечивает низкую скорость потока и наиболее низкий уровень шума по сравнению с другими решениями.

Вариант Б
Угловой отвод характеризуется меньшими углами (например, 45°), обеспечивает более высокий расход (примерно на 30 % больше, чем в варианте А), но не рекомендуется к применению, так как ограничивает циркуляцию воздуха и увеличивает уровень шума.

Вариант В
Угловой отвод с уменьшением диаметра должен быть по возможности исключен при проектировании, так как при его применении возрастает риск сифонажа и возрастает уровень шума.

Вентиляционные трубопроводы

Вентиляционные трубопроводы состоят преимущественно из вертикально расположенных труб, соединенных с канализационной сетью. Вентиляция сводит к минимуму разницу в давлении по высоте стояка при сливе и гарантирует оптимальную работу системы.

Согласно СП 30.13330 [4] «Вытяжная часть канализационного стояка выводится через кровлю или сборную вентиляционную шахту здания на высоту:

• 0,2 м от плоской неэксплуатируемой и скатной кровли;
• 0,1 м от обреза сборной вентиляционной шахты.

Шахта должна быть удалена не менее чем на 4 м от открываемых окон и балконов.

Диаметр вытяжной части одиночного стояка должен быть равен диаметру его сточной части.

При объединении группы стояков в один вытяжной стояк диаметр общего стояка и диаметры присоединяемых участков следует принимать равными наибольшему диаметру стояка из объединяемой группы».

Существует три основные схемы вентиляции внутренних канализационных систем:

• с прямой вентиляцией,
• с прямой параллельной и косвенной параллельной вентиляцией,
• с вторичной вентиляцией.

Канализационная система с прямой вентиляцией
Канализационная система с прямой вентиляцией – самая дешевая и самая распространенная. Вентиляция обеспечивается благодаря выходу канализационного стояка выше уровня кровли. В качестве альтернативы можно использовать вентиляционные клапаны, которые пропускают воздух из помещения в стояк, но предотвращают попадание неприятных запахов в помещение, клапаны могут размещаться в чердачном помещении.

Особенности системы с прямой вентиляцией:

• самая простая и экономичная система;
• предотвращает эффект всасывания из сифонов, но не эффект выталкивания.

В то время как падение давления вверху компенсируется притоком нового воздуха через вытяжку, увеличение давления внизу стояка не может быть скомпенсировано.

Канализационные системы с прямой параллельной и косвенной параллельной вентиляцией
Данная система состоит из вентиляционного стояка, проложенного параллельно канализационному. В системе с прямой параллельной вентиляцией вентиляционный стояк присоединен к канализационному, а при косвенной параллельной вентиляции вентиляционный стояк соединен с отводами. В обоих случаях вентиляционный стояк выводится на уровень крыши (вытяжка) или же имеет вентиляционный клапан. В зависимости от количества этажей вентиляционный стояк может иметь промежуточные соединения с канализационным стояком, которые гарантируют лучшую циркуляцию воздуха внутри сети.

Канализационные системы с прямой вентиляции

Канализационные системы с прямой параллельной и косвенной параллельной вентиляцией

Канализационные системы с вторичной вентиляцией

Особенности параллельной вентиляционной системы:

• система дороже, чем система первичной вентиляции;
• пригодна для установки в двух- и более этажных зданиях;
•  при равных диаметрах вентиляционных систем здесь возможно увеличить расход стоков на 30–40 % по сравнению с первичной вентиляционной системой;
• если параллельная вентиляция прямая, то длина отводов должна быть не более 4 м и наклон должен быть не менее 1 %;
• если параллельная вентиляция косвенная, то отводы могут достигать 10 м, а минимальный наклон должен быть 0,5 %.

Канализационные системы с вторичной вентиляцией
Эта система состоит из вентиляционного стояка, проходящего параллельно канализационному стояку. К вентиляционному стояку подсоединена сеть вентиляционных отводов, соединяющая стояк со всеми сантехприборами. Как правило, канализационный стояк выводится на уровень крыши (вытяжка) или же имеет вентиляционный клапан. Как и в системах параллельной вентиляции, в зависимости от количества этажей, вентиляционный стояк может иметь промежуточные соединения с канализационным стояком для обеспечения лучшей циркуляции воздуха в сети.

Особенности вторичной вентиляционной системы:

• система дороже, чем первые две системы, поскольку в ней задействуется большее количество материала и она сложнее по устройству;
• пригодна для установки в высотных зданиях, где слив воды часто происходит одновременно из многих сантехприборов;
• система может быть применена только в тех случаях, когда сантехприборы и стояки расположены по одной стене, поскольку окна, двери, углы могут помешать функционированию системы;
• как и в случае с параллельной вентиляционной системой, можно увеличить расход стоков в канализационных стояках на 30–40 % по сравнению с первичной системой вентиляции и на 50 % расход воды в отводах;
• длина отводов может достигать 10 м, а минимальный уклон должен быть 0,5 %.

Выбор оптимальной системы вентиляции канализационных стояков, тщательный подбор материалов труб, крепежной системы и геометрических характеристик системы позволят обеспечить ее бесшумную работу.

Литература

1. СН 2.2.4/2.1.8.562–96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». М., 1996.
2. DIN4109 Sound insulation in buildings («Звукоизоляция в строительстве»).
3. VDI 4100–2012 Sound insulation between rooms in buildings («Звуковая изоляция между комнатами в зданиях»).
4. СП 30.13330.2016 «Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85*» (с поправкой). М., 2016.

Материал предоставлен компанией «СИНИКОН».