Авторы А.А. Отставнов, ведущий научный сотрудник ГУП «НИИ Мосстрой», к.т.н., В.А. УСТЮГОВ, директор ГУП «НИИ Мосстрой», к.т.н., А.Н. Дмитриев, начальник Управления научно-технической политики в строительной отрасли, д.т.н., В.С.Ионов, Исполнительный директор НП «Национальный центр меди»

Долгое время горячий водопровод (далее ГВ) и холодный водопровод (далее ХВ) внутри зданий и сооружений монтировались из стальных (Ст) оцинкованных труб, а иногда даже и из черных. Соединялись такие трубы вначале только на резьбе и сварке, газовой или электродуговой, а затем стала использоваться магнитная пайка и в последнее время компрессионные соединения.

Совершенно другая ситуация с монтажом и последующей эксплуатацией внутренних водопроводов (далее ВВ) складывается в настоящее время. Зачастую получается так, что вместо внутренних трубопроводов из одного материала (стали) появляются трубопроводы из нескольких материалов. К примеру, в одном и том же здании наличествуют трубы в ГВ — из ПЭ-С (сшитого полиэтилена [1]), срок службы которого в горячем водопроводе СНиП-ом определен в 25 лет, а в ХВ — из ПП (полипропилена [2]), срок службы в холодном водопроводе которого СНиП-ом определен в 50 лет ( табл. 1 ).

Правда, следует иметь в виду, что есть такие трубы, которые могли бы с успехом служить все 50, а иногда и более лет и в ГВ и в ХВ. Это медные (Мд) трубы.

Медные трубы собираются, например, на капиллярной пайке и/или на компрессионных соединениях [3] и слесарю-сантехнику не потребуется ни сварка, ни склейка. Утверждать, однако, что следует использовать медные трубопроводы одновременно и в ГВ и в ХВ повсеместно, опираясь только на, хотя и очень важный, но все же один аргумент, будет не совсем правильно. Для того чтобы отдать предпочтение какому-либо трубному материалу или их совокупности надо проанализировать целый ряд аргументов, которые должны касаться всех указанных материалов, в том числе и стали и обязательно применительно к ГВ и ХВ. Сделать это весомо возможно только в рамках вариантного технико-экономического обоснования применения труб [6] из какого-либо одного материала или из нескольких в оптимальных сочетаниях ( табл. 2 ) для устройства и ГВ, и ХВ.

К сожалению, методики проведения таких обоснований для ВВ на сегодня нет. Нами предлагается один из подходов, который позволяет выбрать оптимальный вариант устройства ВВ на основании технико-экономического обоснования [7] применения нескольких конкурирующих между собой трубных изделий как из металлов, так и из полимерных (металлополимерных) материалов как для малоэтажных,

так и для высотных зданий (естественно, с учетом необходимости устройства противопожарных водопроводов и зонирования трубопроводных сетей).

Согласно этой методики сравниваются экономические факторы, которые должны определяться заранее для каждого i -ого варианта — Э 1 , Э 2 , Э 3 , … , Э 11 , Э 12 устройства ВВ.

В тех случаях, когда выбор какого-либо из вариантов устройства ВВ необходимо сделать по желанию заказчика, тогда необходимость в сравнении Э i с Э 1 , естественно, отпадает.

Экономический фактор Э 1 служит оценкой, Э б , базового варианта. Базовый вариант включает ВВ, смонтированные из стальных труб. Имеется богатый опыт их эксплуатации в течение длительного времени. По ним имеются достаточные статистический материал и соответствующие нормативы для того, чтобы получить в наибольшей степени вполне адекватный реальному со стоянию дел показатель их технико-экономического фактора.

Этого нельзя сказать, к сожалению, о других десяти/одиннадцати вариантах. Для них многое придется принимать с определенной долей вероятности, а после накопления статистических данных в последствие нормировать.

После сравнения экономических факторов предпочтение следует отдавать варианту устройства ВВ, для которого Э i будет иметь минимальное значение.

Технико-экономический фактор устройства ВВ:

где П j — приведенные затраты на каждый j -ый ВВ ( П гв — для ГВ и П хв — для ХВ).

Приведенные затраты на ГВ:

затраты на ХВ:

где П сгв и П схв — составляющие приведенных затрат на строительство ГВ и ХВ;

П эгв и П эхв — составляющие приведенных затрат на эксплуатацию ГВ и ХВ.

Составляющая приведенных затрат на строительство ГВ:

на строительство ГВ:

где Ц гв и Ц xв — расходы на приобретение труб для устройства ГВ и ХВ в оптовых ценах;

С тгв и С тxв — расходы на транспортировку труб для устройства ГВ и ХВ до места строительства;

К омгв и К омxв — коэффициенты, учитывающие отходы труб при монтаже ГВ и ХВ, в отсутствии точных данных можно принимать эти коэффициенты ~ 1,02;

К зсгв и К зсxв — коэффициенты, учитывающие заготовительно-складские расходы на трубы, используемые при монтаже ГВ и ХВ, в отсутствии точных данных можно принимать эти коэффициенты ~ 1,02,

С мгв и С мхв — расходы на производство монтажных работ при устройстве ГВ и ХВ (подготовительные работы, сборка соединений, проведение гидравлических испытаний и др.);

Н гв и Н хв — накладные расходы строительных организаций на производство строительно-монтажных работ при устройстве ГВ и ХВ;

К пнгв и К пнхв — коэффициенты, учитывающие плановые накопления строительных организаций при производстве строительно-монтажных работ при устройстве ГВ и ХВ, в отсутствии точных данных можно принимать эти коэффициенты ~ 1,06;

К смгв и К смхв — коэффициенты, учитывающие переход от сметной стоимости к полной стоимости устройства ГВ и ХВ, в отсутствии точных данных можно принимать эти коэффициенты ~ 1,15-1,3;

Расходы на транспортировку труб для устройства ГВ и ХВ определяются согласно используемым схемам доставки их к месту проведения строительно-монтажных работ по тарифам на перевозку грузов (автомобилем либо по железной дороге с учетом затрат на такелажные работы при погрузке-разгрузке, наценок на сбыт и т.п.).

Расходы на производство работ, С тгв и С тxв (подготовительные работы, сборку соединений, проведение испытаний и др.), отнесенные к расчетной единице длины ГВ и ХВ, допускается определять по единым районным единичным расценкам (ЕРЕР) и укрупненным сметным нормам (УСН).

Накладные расходы Н гв и Н хв строительных организаций, производящих работы по устройству ГВ и ХВ:

где С озгв и С озxв — расходы на основную заработную плату рабочих, занятых на производстве работ при устройстве ГВ и ХВ;

С эмгв и С эмxв — расходы на эксплуатацию механизмов и средств малой механизации, используемых в процессе монтажа ГВ и ХВ;

ϕ — коэффициент ( ϕ = 0,47).

В отсутствии точных данных можно принимать накладные расходы в размере 0,16 от суммы прямых затрат на устройство ГВ и ХВ (основной зарплаты рабочих, затрат на эксплуатацию механизмов и средств малой механизации, стоимости труб и др. материалов).

Составляющие приведенных затрат на эксплуатацию ГВ, Пэгв и ХВ, Пэхв, должны учитывать комплекс приведенных к моменту ввода их в действие расходы на текущие и капитальные ремонты, техническое обслуживание, восстановление изношенных при последующей эксплуатации.

Расходы на эксплуатацию ГВ:

на эксплуатацию XВ:

где П тргв и П трxв — расходы на текущие ремонты ГВ и ХВ;

П кргв и П крxв — расходы на капитальные ремонты ГВ и ХВ;

П тогв и П тоxв — расходы на техническое обслуживание ГВ и ХВ;

П вгв и П вxв — расходы на реконструкцию ГВ и ХВ;

П элгв и П элxв — затраты на электроэнергию, расходуемую на преодоление потерь напора в ГВ и ХВ;

К общгв и К общxв — коэффициенты, учитывающие общие эксплуатационные затраты (на содержание аварийных служб, административно-управленческого аппарата, технику безопасности и прочие расходы) на ГВ и ХВ.

Расходы на текущие ремонты ГВ:

на текущие ремонты XВ:

где С тргв и С трхв — среднегодовые расходы на текущий ремонт ГВ и ХВ;

t гв и t хв — год эксплуатации ГВ и ХВ;

Т фгв и Т фхв — расчетные сроки службы ГВ и ХВ (см. табл. 1);

Е нпгв и Е нпхв — нормативы приведения сравниваемых вариантов устройства ГВ и ХВ к одному моменту времени, в отсутствии нормируемых значений можно принимать значение 0,1.

Расходы на текущее обслуживание ГВ:

на текущее обслуживание XВ:

где С тогв и С тохв — среднегодовые затраты на техническое обслуживание ГВ и ХВ.

Расходы на капитальные ремонты ГВ:

на капитальные ремонты XВ:

где С кргв и С крхв — расходы на проведение i -го капитального ремонта ГВ и ХВ;

T кргв и T крхв — время от начала эксплуатации до i -го капитального ремонта ГВ и ХВ, определяемое сроком их службы;

n iгв и n iхв — число капитальных ремонтов систем отопления, горячего и холодного водоснабжения за период их функционирования.

Расходы на восстановление ГВ:

на восстановление XВ:

где С вгв и С вхв — расходы на прокладку ГВ и ХВ взамен отслуживших свой срок;

Т эгв и Т эхв — время от начала эксплуатации до j-й полной замены, определяемое сроком службы реконструированных ГВ и ХВ;

n jгв и n jхв — число полных замен ГВ и ХВ в течение расчетного периода.

Среднегодовые затраты на текущий ремонт ГВ:

на текущий ремонтXВ:

где П сгв и П сxв — сметная стоимость ГВ и ХВ;

Р тргв и Р трxв — доли ежегодных отчислений, % сметной стоимости на текущие ремонты ГВ и ХВ (см. табл. 1 ).

Среднегодовые затраты на техническое обслуживание ГВ:

на техническое обслуживание XВ:

где Н чгв и Н чxв — нормативная численность обслуживающего персонала на 1 км ГВ и ХВ;

Ф зпгв , Ф зпxв — годовой фонд заработной платы с начислениями, приходящийся на одного рабочего, эксплуатирующего ГВ и ХВ.

Среднегодовые затраты на капитальный ремонт ГВ:

на капитальный ремонт XВ:

где Р кргв и Р крxв — доли ежегодных отчислений, % от сметной стоимости ГВ и ХВ, на их капитальный ремонт (см. табл. 1 ).

Среднегодовые затраты на восстановление ГВ:

на восстановление XВ:

где Р вгв и Р вxв — доли ежегодных отчислений на восстановление ГВ и ХВ, % от их сметной стоимости (см. табл. 1 ).

Приведенные затраты на электроэнергию, расходуемую на преодоление потерь напора в ГВ:

на преодоление потерь напора в XВ:

где С элгв и С элxв — годовые затраты на электроэнергию для преодоления

потерь напора в ГВ и ХВ;

ì гв и ì xв — коэффициенты приведения к одному сроку разновременных затрат на ГВ:

на XВ:

ì огв и ì оxв — коэффициенты приведения дополнительных затрат на электроэнергию в результате возрастания гидравлического сопротивления в ГВ и ХВ в процессе эксплуатации. При отсутствии нормируемых значений коэффициентов можно принимать: для 5 лет эксплуатации — 23; 10 лет — 56,6; 20 лет — 97,6; 30 лет — 125,7; 40 лет — 143,7; 50 лет — 154,6;

С гв и С хв — коэффициенты, учитывающие увеличение гидравлических сопротивлений в ГВ и ХВ, вызванное явлениями коррозионного отложения или обрастания внутренних поверхностей трубопроводов. При отсутствии таких явлений коэффициенты принимаются равными 0.

Годовые затраты на электроэнергию для преодоления потерь напора в ГВ:

в XВ:

где Q ргв , Q рxв — расчетные расходы горячей и холодной воды, м 3 /с, подаваемым по трубопроводам ГВ и ХВ;

ó — сметная стоимость 1 кВт . ч электроэнергии (руб.), используемая для перекачки воды насосами;

l гв и l xв — длина трубопроводов ГВ и ХВ, м;

h — потери напора, м/м, должны определяться путем гидравлического расчета ГВ и ХВ с учетом показателей гидравлического сопротивления как труб [8], так и соединительных частей [9];

К сгв и К схв — коэффициенты, учитывающие сезонные перерывы в работе, для ГВ — продолжительность ремонта (которая, порой, бывает более 20 дней) и ХВ;

ç гв и ç xв — КПД насосов, обслуживающих ГВ и ХВ.

Выводы

На основании рассмотренных положений об устройстве и эксплуатации внутренних водопроводов можно сделать следующие выводы.

1. При проведении минимизации затрат на устройство и эксплуатацию внутренних водопроводов по предлагаемой методике, включающей математические формулы, символы которых обозначают отдельные факторы, влияющие на затраты, необходимо рассматривать все разрешенные к применению и имеющиеся на рынке трубные изделия как отечественных, так и зарубежных производителей.

2. Минимизацию следует проводить с охватом значений всех факторов, влияющих на затраты по устройству и эксплуатации внутренних водопроводов: стоимость трубных изделий, включая транспортные расходы, стоимость монтажа, стоимость эксплуатации, включая расходы на электроэнергию, и стоимость ремонта с обязательным учетом долговечности горячих и холодных водопроводов, вводя их в расчетные формулы. Значения факторов, которые не нормированы, следует принимать, используя экспертные оценки специалистов.

3. Следует продолжить разработку нормативов, сбор и обобщение статистических данных по устройству и эксплуатации систем горячего и холодного водоснабжения из различных труб и в последствии подготовить обобщенные материалы, нормирующие значения принятых априори значения отдельных факторов. ■

Литература

1. СП 41-109- 2005. Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий с использованием труб из «сшитого» полиэтилена.

2. СП 40-101-96. Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер».

3. Свод правил по проектированию и монтажу. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и отопления из медных труб». СП-40- 102-2005. — 28 с.

4. СП 40-103-98. Проектирование и монтаж трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения с использованием металлополимерных труб.

5. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования. СП-40-102-2000.— 28 с.

6. Дмитриев А.Н., Отставнов А.А., Ионов В.С. К минимизации затрат на устройство и эксплуатацию внутренних напорных трубопроводов // Сантехника.— № 3. — 2005. — с. 30-34.

7. Ромейко В. С., Отставнов А.А., Устюгов В.А. и др. Справочные материалы. Пластмассовые трубы в строительстве. Ч. 2. Строительство трубопроводов. Эксплуатация и ремонт трубопроводов. М.: ВА-ЛАНГ, 1997. — c. 169-182.

8. Отставнов А.А., Ионов В.С. Особенности гидравлического расчета полимерных и металлических трубопроводов внутренних систем горячего водоснабжения // Сантехника. — № 3. — 2003. — с. 36-40.

9. Отставнов А.А., Ионов В.С. Особенности гидравлического сопротивления соединений внутренних напорных трубопроводов // Сантехника. — № 6. — 2003. — с. 46-49.