Разновидности котельных
Каждая котельная представляет собой здание, предназначенное для выработки теплоносителя. Помещение может быть расположено в основном объекте или вынесено на отдельную территорию. Работа котельных основывается на использовании специализированного оборудования, где в качестве топлива может быть применен твердый, жидкий или газообразный материал. Наличие таких комплексов позволяет поддерживать тепло в отдельных частных домах, целых населенных пунктах или промышленных объектах. Перемещение теплоносителя осуществляется по трубопроводам, расположенным в теплотрассах.
Работа котельных
Каждый населенный пункт или промышленный объект требует отопления. Именно такие функции возлагаются на котельные, которые могут быть разного масштаба. Некоторые из них обслуживают малое количество домов, а другие — большие промышленные предприятия. В качестве теплоносителя может выступать вода или пар, а подогрев осуществляется в установленных котлах, где происходит сжигание различного вида топлива.
Котельная представляет собой сложное инженерное сооружение, которое требует разработки серьезного проекта, соответствующего требуемым нормативам. На основании созданных чертежей, которые предварительно проходят экспертизу в государственных органах, происходит строительство здания и установка запланированного оборудования. Кроме основных агрегатов, к которым относятся котлы, вырабатывающие тепловую энергию, устанавливаются дополнительные приборы. Сюда включаются теплообменники, емкости, насосы, запорная арматура. Доставка нагретой воды осуществляется по трубопроводам. Они прокладываются по теплотрассам и состоят из отдельных участков, соединенных между собой специальными муфтами.
Разновидности котельных
Современные котельные имеют большое количество разновидностей. Различаются они в зависимости от используемого топлива, типа теплоносителя, а также места размещения. При этом основным параметром является расстояние от котельной с установленным оборудованием до отапливаемой территории. Оно должно соответствовать разработанным нормам, поэтому проектировщики всегда ориентируются на существующую документацию. В том случае, когда отапливаемый объект имеет небольшие размеры, котельная занимает часть территории здания. Только при обслуживании крупных промышленных предприятий или больших населенных пунктов строится отдельное сооружение.
Газовые
Использование в качестве топлива газа позволяет существенно увеличить мощность котельных. Кроме того, обеспечивается экономия и отсутствует загрязнение окружающей среды. Принцип работы газового оборудования заключается в следующем:
- На горелку котла из трубы поступает газ, который сгорает в камере и этим нагревает теплоноситель, циркулирующий по теплообменнику оборудования.
- Разогретый до нужной температуры теплоноситель движется в направлении коллектора, от которого отводится ряд отопительных контуров.
- Проходя через ответвления, теплоноситель постепенно охлаждается, нагревая отопительные контуры.
- На последнем этапе охлажденный теплоноситель возвращается в котел с целью последующего нагрева.
На этом этап работы заканчивается и тут же начинается новый цикл. В состав газовых котельных входят следующие виды оборудования:
- Регуляторные установки. Это агрегаты, обеспечивающие в системе постоянное давление газа.
- Газорегуляторные пункты. Оборудование, отвечающее за очистку поступающего газа. При необходимости оно может остановить протекающий процесс в автоматическом порядке.
- Фильтры. Устанавливаются перед запорной арматурой с целью задержания посторонних предметов.
Газ, как топливо, обладает повышенной горючестью, поэтому ко всем котельным установкам предъявляются очень высокие требования.
Жидкотопливные
В качестве жидкого топлива чаще всего используется дизельное горючее. Это очень доступный вариант, поскольку солярку всегда можно купить и удобно хранить. Чаще всего дизельное топливо используется при оборудовании домашних котельных или в случае отопления промышленных объектов.
Также в качестве горючего может быть использовано отработанное масло, которое хорошо работает в котлах. Применяется оно в тех случаях, когда использование по назначению уже становится невозможным. Очень редко в качестве жидкого топлива используются мазут и нефть. Исключение составляют только тепловые электростанции.
Во время монтажа жидкотопливных котельных обязательно следует продумывать хранение горючего. Для его содержания специально устанавливаются недалеко от объекта баки, сделанные из металла, пластика или стекловолокна. Монтаж возможен на земле или в небольшом углублении.
При попадании топлива в камеру котла оно сжигается, что приводит к формированию тепловой энергии. При этом горючая смесь поступает вместе с воздухом, который предварительно проходит очистку. На следующем этапе происходит нагрев теплоносителя, который начинает свою цикличную циркуляцию.
Твердотопливные
Если котельная работает на твердом топливе, то для сжигания используются древесные щепы, уголь или специальные гранулы. Во время их сгорания энергия преобразуется в тепло, подогревающее воду или пар. Работа такого оборудования имеет КПД, составляющее порядка 90%, что немного ниже, чем при использовании солярки или газа. При этом цена на твердое топливо полностью компенсирует такой недостаток. Установленная система имеет несложную конфигурацию, в которой отсутствуют многие дорогостоящие компоненты. Здесь нет баков-накопителей и топливных насосов.
Мощность котельной, работающей на твердом топливе, обычно составляет интервал 100 кВт-20 МВт. Подача горючего происходит в ручном или полуавтоматическом режиме. В зависимости от размера загрузочной камеры, повышается или понижается выработка котлом тепла в единицу времени.
В качестве оборудования используются котлы КВМ. Поступающее топливо здесь равномерно распределяется по колосниковому полотну. Образующийся шлак и зола через некоторое время удаляются вручную, путем поворота колосника, установленного на оси. Обычно такого типа котельные создаются в организациях с небольшим бюджетом, которые не могут себе позволить приобретать дорогостоящее оборудование.
Паровые
В специальных установках происходит формирование из воды пара, который поступает в циркуляционную систему. Работают такое оборудование на разных видах топлива. В котлах может формироваться два вида пара:
- Насыщенный. Чаще всего используется в бытовых и коммунальных службах.
- Перегретый. Применяется на объектах промышленного масштаба.
При этом в оборудовании может присутствовать давление следующей силы:
- Низкое. Составляет порядка 1 атм.
- Высокое. Находится в интервале от 1 до 10 атм.
- Сверхвысокое. Оно равняется 18-20 атм.
Котел выглядит в виде сосуда, где происходит процесс превращения воды в пар. Внутри проложена система труб, имеющая широкий диапазон размеров. В состав котельной установки кроме основного оборудования входят дополнительные агрегаты:
- Пароперегреватель. Устройство нагревает воду свыше 100°. В результате формируется пар, температура которого составляет 500°. Иногда такие агрегаты встраиваются в общую установку или могут располагаться отдельно.
- Паровой сепаратор. Здесь из пара удаляется вся оставшаяся жидкость с целью максимального обезвоживания. В результате эффективность котла существенно повышается.
- Аккумулятор. Его наличие стабилизирует работу оборудования. Сначала им поглощается выработанный избыточный пар и по мере необходимости обратно возвращается в систему.
- Водоочиститель. Присутствие такого прибора уменьшает наличие в воде различных примесей, что снижает со временем в котле количество накипи.
Кроме того, в состав оборудования входят клапаны, воздухонагреватели, блоки управления системой и регуляторы использования энергоресурсов.
Водогрейные
В водогрейной котельной используется оборудование специальной конструкции. Здесь устанавливаются котлы, в которых ведется подогрев жидкости до температуры 95°. Временами этот показатель увеличивается и превышает 115°, но за счет высокого давления закипания жидкости не происходит, и это исключает ее превращение в пар.
Водогрейные котельные разделяются на два типа:
- Водотрубные. Теплоноситель движется трубкам, которые располагаются внутри котла, а нагревается он в результате сгорания топливной смеси.
- Жаротрубные. В этом случае по установленным трубкам передвигаются уже продукты сгорания горючего, а теплоноситель располагается снаружи и нагревается от соприкосновения с металлом.
В качестве исходного топлива может быть использован газ, уголь, топливные гранулы, мазут и солярка.
Водогрейные котлы имеют высокий коэффициент полезного действия. Этот показатель достигается в результате небольшого количества теплопотерь. Такие виды котельных разрабатываются 3 типов:
- Для отопления населенных пунктов. Размер котельных зависит от площади отапливаемой территории.
- Для отопления крупных промышленных комплексов. Это крупные системы, способные обеспечить обогрев масштабных производственных предприятий.
- На теплоэлектростанциях. Такие системы вырабатывают горячий пар, необходимый для функционирования электрогенераторов.
Коэффициент полезного действия водогрейных котельных может достигать 93%.
Комбинированные
Котельные такого типа способны вырабатывать разные виды теплоносителей, к которым относятся вода или пар. При этом работают они на двух видах топлива. Один тип у них считается основным, а второй — резервным. Именно поэтому такие котельные получили название комбинированные. Чаще всего для работы используется дизельное горючее и газ.
Комбинированные котельные чаще всего используются для отопления ответственных промышленных объектов. Связано это с тем, что в случае перебоев с поставками основного горючего всегда можно перейти на резервный вариант. В результате у производственного предприятия исключаются возможные экономические потери.
Обычно в качестве основного топлива используется газ потому, что он является наиболее экологически чистым горючим. Дизельное топливо удобно применять как запасной вариант ввиду его доступности. Использование твердого топлива на комбинированных котельных наблюдается редко. Иногда такое происходит на начальном этапе с перспективой дальнейшего перехода на газ.
На диатермическом масле
Иногда в качестве теплоносителя используется диатермическое масло, обладающее особыми физическими характеристиками. Преимущества такого материала заключаются в следующем:
- Высокая плотность. Этот параметр значительно превышает показатель воды.
- Длительное время удерживает тепло и очень медленно охлаждается.
- Теплоноситель способен разогреваться до температуры 300-360°.
- На поверхности металла от диатермического масла не остается накипи.
При использовании термомасла следует постоянно следить за его качеством и регулярно проводить замену. Кроме того, требуется постоянно наблюдать за состоянием трубопровода из-за повышенного его нагрева. С этой целью сюда ставятся бесшовные трубы, изготовленные из стали Ст. 20. Данный материал является пороговым, который подвергается цементации на глубину 1-1,5 мм.
Повышенные требования предъявляются к запорной арматуре, разработанной с учетом ее возможности выдерживать большие температуры. Во всех установленных клапанах присутствуют пневматические приводы регулирования. Проектирование котельных такого типа совершается не только по классическим нормам, но и с учетом особенностей характеристик теплоносителя.
Особенности блочно-модульных котельных
Блочно-модульные котельные относятся к зданиям облегченной категории. Фактически это передвижные помещения, полностью готовые для работы. Изготавливаются они из легких панелей, скрепленных между собой уголками разного размера. Конструкции обладают универсальностью и легкостью.
Такие системы не имеют больших затрат на обслуживание. Они часто оснащены блоком управления, который выполняет следующие функции:
- осуществляет непрерывный контроль над работой приборов;
- ведет управление всеми котлами;
- проводит подключение в случае необходимости резервных контуров;
- отключает подачу газа при возникновении аварийной ситуации.
Блочно-модульные котельные представляют собой конструкции, состоящие из отдельных составляющих. После изготовления они могут по отдельности транспортироваться в предназначенное место различными видами транспорта, что представляет большое удобство. Затем они составляются, образуя единое целое.
Встроенные котельные
Если в здании имеется свободное пространство, то сюда можно устанавливать встроенные котельные. Обычно это делается в тех случаях, когда отсутствует возможность подключения к централизованному отоплению. Для такой цели подойдет территория любого этажа, где есть возможность установить оборудование. При расчете обязательно следует в качестве исходных данных закладывать нужную мощность котельной, чтобы она обеспечивала подачу тепла на все помещение.
Однако для встроенных котельных существует ряд ограничений. Их не допускается устанавливать на следующих территориях:
- В школьных заведениях, учебных учреждения и многоквартирных домах.
- В оздоровительных организациях.
- В различных общественных и административных зданиях. Также нельзя устанавливать такие котельные на смежных с ними территориях. Однако это невозможно только в том случае, когда на них проживает более 50 человек.
Во время установки оборудования следует придерживаться следующих условий:
- Водонагревательные котлы должны иметь ограничение по нагреву 115°.
- Паровые установки — создавать давление не выше 70 КПа.
- Предел мощности для котлов, работающих на жидком или газообразном топливе, должен быть не больше 3 МВт.
- Если оборудование работает на твердом топливе, то предел его мощности должен составляет 1,5 МВт.
Данные положения для встроенных котельных являются обязательными.
Крышные конструкции
Более подробно о них мы рассказывали здесь. Обычно крышные котельные оборудуются в специально отведенном месте помещения. Это может быть не только крыша, а и подвал. Их задача состоит в выработке необходимого количества тепла, чтобы они полностью обслужили территорию. Это может быть промышленное предприятие или большой жилой район.
Для обустройства крышных котельных выдерживайте следующие требования:
- полное соблюдение всех норм пожарной безопасности;
- вывод газовых отходов исключительно через крышу;
- дверные приемы оборудованы так, чтобы через них свободно могло пройти любого размера оборудование;
- в каждом из агрегатов наличие всех датчиков и регуляторов, которые предусмотрены на основании технологической схемы.
Для такого вида котельных устанавливается оборудование повышенной мощности, которое может вырабатывать большое количество нагретой воды и пара. Примером являются котлы Clever L, о которых хорошо рассказано здесь.
Итого, каждая котельная представляет собой помещение, состоящее из целого технического комплекса. Основной фигурой в нем является котел. Также здесь присутствует дополнительное оборудование и трубопроводы. Чтобы вся система работала надежно, требуется поддерживать ее в надлежащем техническом состоянии.
В программном комплексе FROST 3D доступен расчет теплозащиты с XPS ТЕХНОНИКОЛЬ
В пакете программ Frost 3D появилась возможность рассчитать теплозащиту инженерных сооружений при помощи XPS ТЕХНОНИКОЛЬ. Этому способствовало тесное взаимодействие экспертов направления «Полимерная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ и специалистов Научно-технического центра «Симмэйкерс», разработчика пакета программ для прогнозных расчетов при проектировании на многолетнемерзлых грунтах.
Программа Frost.Термо пакета Frost 3D позволяет создавать 3D геологическую модель грунтов любой сложности, после чего выполнять расчет температурного режима грунтов с учетом влияния зданий и сооружений, в том числе протяженных линейных объектов.
Наличие теплоизоляции ТЕХНОНИКОЛЬ в базе данных материалов дает возможность легко заложить расчетные параметры материала и определить оптимальный вариант защитных мероприятий для безопасной эксплуатации объектов на многолетнемерзлых грунтах.
С помощью программного комплекса Frost 3D можно проработать проектные решения и определить параметры применения экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ на многолетнемерзлых грунтах в следующих конструкциях: трубопроводы, земляное полото автомобильных и железных дорог, основания взлетно-посадочных полос, основания зданий и сооружений, шахты, тоннели, плотины и др. Все расчеты выполняются в соответствии с действующей нормативной документацией строительства.
В программу внесены расчетные характеристики всей линейки экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ, которые располагаются во вкладке Материалы базы данных материалов, физических свойств и условий теплообмена.
Как проверить BIM-модели и избежать ошибок в строительстве
Качественная BIM-модель — ключевой элемент при реализации строительных проектов. Она позволяет увидеть будущее сооружение еще до начала работ, спланировать их и убедиться в правильности проектных решений.
Проверка BIM-моделей
Не выявленные на ранних этапах ошибки могут привести к задержкам в строительстве, дополнительным затратам, а в некоторых случаях и к авариям на объекте.
Чтобы избежать этих проблем BIM-модель будущего объекта должна:
- быть пригодной для использования на последующих этапах проекта;
- отражать оптимальные проектные решения, отвечающие требованиям заказчика и нормативно-технических документов.
Очевидно, что для достижения этих целей, необходима тщательная проверка BIM-модели до начала ее использования: при определении стоимости строительства, планировании строительно-монтажных работ и других ответственных операциях.
Эффективное проведение таких проверок позволит:
- минимизировать вероятность срыва сроков;
- выявлять и исправлять неудачные проектные решения до начала строительно-монтажных работ;
- оптимизировать использование материалов для экономии ресурсов;
- обеспечивать возможность планирования строительно-монтажных работ на основе достаточных и достоверных данных;
- минимизировать вероятности непредвиденного удорожания строительства.
Larix.Manager, разработанный компанией Айбим, позволяет автоматизированно проверить модель как на геометрические коллизии, так и на соответствие информационным требованиям заказчика (EIR) и требованиям нормативно-технических документов.
Этот программный продукт является частью платформы Larix, которая также включает в себя модули:
- Larix.EST для формирования ведомостей объемов работ и бюджета строительства
- Larix.CDB для ведения справочников видов работ
- Larix.Tender для управления закупками
- Larix.Contract для взаимодействия с подрядчиками и контроля выполнения обязательств
Larix.Manager может использоваться как в связке с другими модулями платформы, так и в качестве самостоятельного инструмента для аудита BIM-моделей.
Сводная BIM-модель
Larix.Manager позволяет собирать сводную (федеративную) модель из частных моделей, выполненных в различных САПР. Это дает возможность проверять решения как внутри одного раздела, так и выполнять междисциплинарные проверки. Ведь плохая координация между моделями различных разделов, выполняемых разными специалистами, отделами и даже проектными организациями, как раз и порождает большую часть ошибок, всплывающих на этапе строительства.
Larix.Manager принимает на вход модели в формате IFC, в который могут экспортировать практически все широко используемые САПР. Модели, выполненные в Autodesk Revit, Bentley, Renga и модели, собранные в Autodesk Navisworks, могут экспортироваться во внутренний формат Larix – IMC – с помощью специальных плагинов. Это позволяет исключить формирование промежуточного файла IFC между нативным форматом САПР и Larix.Manager и, как следствие, исключить возможную потерю и искажение данных, вызванных особенностями конвертации в IFC отдельными программными продуктами.
Но даже наличие модели с геометрией не обязательно для проведения некоторых автоматизированных проверок: в Larix.Manager можно загрузить книгу Microsoft Excel, в которой содержится информация о немоделируемых элементах и их параметрах, и выполнить проверку параметров элементов без геометрии.
Проверка параметров
Одним из важнейших критериев качества BIM-модели является корректность заполнения параметров. Их наличие и значения определяют, как можно использовать модель на последующих этапах проекта, насколько это будет эффективно.
Larix.Manager позволяет проверить наличие требуемых параметров у элементов, наличие у них значений и соответствие этих значений требованиям EIR, сводов правил и ГОСТ.
Текстовые параметры можно проверить на заполнение, содержание определенной последовательности символов, числовые – также и на соответствие значений определенному диапазону.
Проверка коллизий
В режиме «Проверка коллизий» можно отследить:
- Пересечения. Например, пересечения элементов различных инженерных систем, отсутствие отверстий в стенах и перекрытиях и другие несоответствия, как правило, вызванные ошибками при моделировании и плохой координацией. Допуски пересечений можно задавать как по максимальному допустимому расстоянию, так и по максимально допустимому объему пересечения.
- Дублирование. Поиск элементов с одинаковой геометрией и положением. Такие ошибки приводят к задвоениям при подсчете объемов работ, и их сложно найти визуально.
- Минимальное расстояние. Поиск ошибок, выраженных в несоблюдении минимально допустимых расстояний между элементами. Например, несоблюдение нормативного расстояния между инженерными системами или недостаточная толщина слоя материала.
- Минимальное расстояние в проекции. Проверка соблюдения минимального расстояния между элементами в плане (в проекции на горизонтальную плоскость). Часто в нормативных документах ограничивается расстояние в плановой проекции, а не в трехмерном пространстве. С помощью данной проверки можно найти, например, нарушения минимального расстояния между наружными инженерными коммуникациями, габаритов мостов и тоннелей по ширине, параметров поперечного профиля автомобильной дороги, расстояний от зон с особыми условиями использования территорий.
- Расположение. Проверка вертикального расстояния между пересекающимися в плане элементами. Наряду с проверкой минимального расстояния и минимального расстояния в проекции помогает выявить проектные ошибки, выраженные в несоблюдении минимально допустимых расстояний. Также этот тип проверки позволяет найти такие трудные для обнаружения ошибки как неверное размещение элементов друг над другом (мокрое помещение над сухим, недостаточное возвышение низа пролетного строения моста над расчетным уровнем высоких вод).
Все описанные автоматизированные проверки реализуются с помощью гибко настраиваемых фильтров проверяемых элементов и условий проверки. Эти проверки сохраняются и загружаются из шаблонов, которые можно многократно использовать для моделей сооружений одного типа.
Результаты автоматизированных проверок формируются в отчеты в формате Microsoft Excel. Отчеты содержат в себе идентификаторы элементов, по которым к ним можно обратиться в программах разработки модели и в самом Larix.Manager. Отчеты по проверкам на коллизии сгруппированы по типам (пересечения, минимальное расстояние, проверка положения) и содержат эскизы элементов с обнаруженными коллизиями.
Визуальная проверка
К сожалению, не все можно проверить, пользуясь исключительно инструментами автоматизированного поиска ошибок. Многие проверки автоматизировать очень сложно или даже невозможно. Поэтому программный продукт, используемый для проверки BIM-моделей, должен также обладать удобными инструментами для визуального контроля.
Larix.Manager позволяет гибко управлять визуализацией BIM-модели:
- Группировать элементы модели по значениям параметров и выстраивать дерево элементов любым удобным способом, отображая только элементы, необходимые для определенной задачи. Для различных целей можно создавать несколько типов группировки одной модели, сохранять их и применять, когда это необходимо.
- Использовать инструменты скрытия, изоляции элементов, сечения.
- Сохранять виды и добавлять комментарии к сохраненным видам, т.е. формировать замечания, выявленные в результате визуальной проверки.
Импортозамещение
Многие иностранные программные продукты, предназначенные для проверки BIM-моделей, например, Autodesk Navisworks и Solibri, ушли с российского рынка.
Со временем все труднее легально работать с зарубежным программным обеспечением. У многих компаний и вовсе нет возможности выбрать иностранные инструменты для работы ввиду специфики их объектов. Вопрос поиска отечественных инструментов взамен привычных зарубежных встает все острее.
Larix.Manager – полностью российская разработка, не использует Autodesk Forge и сервера, расположенные за пределами Российской Федерации. Это десктопное приложение, работающее с файлами на компьютере пользователя или сервере на усмотрение пользователя.