6.1 Põhistandardid ja lühikirjeldus
Kaugkütte ja -jahutuse projekteerimise ning ehitamise jaoks on välja töötatud hulk standardeid. Standardites on kajastatud erinevad nõuded kaugküttevõrgu ja -süsteemide projekteerimiseks, ehitamiseks, materjalide valimiseks, torude, liitmike ning isolatsiooni tootmiseks jne.
Põhistandardid jagunevad:
- kaugkütte standardid;
- eelisoleeritud terastorude standardid.
| EVS-EN 13 941-1 | Kaugküttetorustikud. Eelisoleeritud seotud üksik- (single) ja kaksik- (twin) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele. Osa 1: projekteerimine |
| EVS-EN 13 941-2 | Kaugküttetorustikud. Eelisoleeritud seotud üksik- (single) ja kaksik- (twin) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele. Osa 2: paigaldamine |
| EVS-EN 253 | Kaugküttetorustikud – eelisoleeritud seotud üksik- (single) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele: tehases valmistatud torude ühine süsteem terastorust, polüuretaanist soojusisolatsioonist ja polüetüleenist kattest |
| EVS-EN 448 | Kaugküttetorustikud – eelisoleeritud seotud üksik- (single) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele: tehases valmistatud liitmikud terasest torudest, polüuretaanist soojusisolatsioonist ja polüetüleenist kattest |
| EVS-EN 489-1 | Kaugküttetorustikud – eelisoleeritud seotud kaksik- (twin) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele – osa 1: kaugküttevõrkude vuukide katted ja soojusisolatsioon vastavalt standardile EN 13941-1 |
Need standardid käsitlevad eelisoleeritud terastorudest tehtud süsteeme kaugkütte jaoks. Standardites on kirjeldatud, millest tuleb lähtuda süsteemide projekteerimisel ja ehitamisel – kuidas arvutada, et süsteem oleks kindel ja nõutud tööiga tagatud. Samuti on toodud nõuded kõikidele eelisoleeritud elementidele, nende valmistamisele, transpordile ja hoiustamisele.
- Lekkeavastussüsteemid (kaugkütte- ja kaugjahutustorustikule):
| EVS-EN 14 419 | Kaugküttetorustikud – seotud üksik- (single) ja kaksik- (twin) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele – järelevalvesüsteemid |
Selles standardis käsitletakse eelisoleeritud torustike lekkeavastussüsteeme, nende variante ja seda, mida ning kuidas saab mõõta, samuti nõudeid tootjatele.
- Eelisoleeritud kaksik- (twin) terastorude standardid:
| EVS-EN 15 698 | Kaugküttetorustikud – seotud kaksik- (twin) torustikusüsteemid maa-alustele kuumaveevõrkudele |
Selles standardis on käsitletud kõiki nõudeid ja juhiseid eelisoleeritud kaksik-terastorude kohta.
- Eelisoleeritud painutatavad torud (seotud ja mitteseotud):
| EVS-EN 15 632 | Kaugküttetorud – eelisoleeritud painduvad torusüsteemid |
- Üldine standard, mis käsitleb tööstustorustikku (saab kasutada maapealse kaugküttetorustiku korral):
| EVS-EN 13 480-3 | Metallist tööstustorustik. Osa 3: kavandamine ja arvutamine |
- Kaugjahutuse standardid:
| EVS-EN 17 414 | Kaugjahutustorustikud – tehases valmistatud painduvad torusüsteemid |
| EVS-EN 17 415 | Kaugjahutustorustikud – seotud üksik- (single) torustikusüsteemid maa-alustele külmaveevõrkudele |
Need on kõige rohkem kasutusel olevad standardid, kuid see ei ole täielik nimekiri. Samuti on olemas erinevad juhendid (nt tootja juhendid) ja käsiraamatud (nt Ameerika kütte-, ventilatsiooni- ja jahutusühingu poolt väljastatud), kus on toodud soovitused ning juhised kaugkütte ja -jahutuse süsteemide projekteerimiseks, paigaldamiseks, hooldamiseks ja süsteemide osade tootmiseks.
6.2 Projekteerimine
6.2.1 Kaugküttes kasutatavad torud ja nende paigaldamine
Kaugkütte ja -jahutuse torustikud saab paigaldada järgmiselt:
- maa peale;
- maa sisse;
- hoonete sisse.
Iga variandi kasutamisel tuleb lähtuda paigaldusviisi omapärast. Lisaks tuleb arvestada, kas on tegemist eelisoleeritud või eelisoleerimata torude süsteemiga.
Maapealsel paigaldamisel kasutatakse üldjuhul eelisoleerimata terastorusid, mis tuleb peale paigaldamist isoleerida ja katta kaitsematerjaliga (nt plekk). Kuid on võimalik kasutada ka eelisoleeritud torusid. Eeslisoleeritud torude kasutamisel tuleb lisaks arvestada tugede paigaldamisega ja nende mõjuga eelisoleeritud torude isolatsioonile ning väliskestale. Üldjuhul on eelisoleeritud torude kasutamisel tugede vahekaugused väiksemad ja tugede pindala suurem, et tagada isolatsiooni säilivus.
Maa-alusel paigaldamisel saab kasutada nii terastorusid, mis isoleeritakse töö käigus, kui ka eelisoleeritud torusid. Eelisoleerimata torud paigaldatakse sel juhul kanali sisse (raudbetoonist küna ja kambrid). See meetod on kasutusel ainult vanade torustike korral. Kaasaegseks meetodiks on eelisoleeritud torustike paigaldamine otse maa sisse. Meetodi eeliseks on, et pole vaja ehitada täiendavat raudbetoonist küna. Samuti tagavad tehases paigaldatud eelisolatsioon ja kohapeal paigaldatavad jätkupakendid suurepärase veetiheduse. Suur eelis on ka see, et üldjuhul puudub vajadus paigaldada kinnistugesid, mis säästab nii ruumi, aega kui ka raha (kaugkütte maksumus).
Hoone sisse paigaldatakse üldjuhul terastorud, mis isoleeritakse peale paigaldamist (sarnaselt maapealse meetodiga). On võimalik kasutada ka eelisoleeritud torusid, kuid tugede valimisel tuleb erinevalt terastorudest arvestada ka isolatsiooni ja väliskesta materjalidega.
Lisaks jäikadele terastorudele on kaugküttes ja -jahutuses väga levinud painduvad torud, mis võivad olla nii terasest kui ka plastist.
Eesti suurtes linnades on kõige rohkem levinud eelisoleeritud jäigad terastorud (nt Logstor, Uponor, Isoplus). Nende eeliseks on läbimõõtude suur valik, kõrge temperatuuritaluvus (vastavalt standardile kuni 120 °C ja lühiajaliselt kuni 140 °C).
Lisaks eelisoleeritud terastorudele on kaugkütte jaoks võimalik kasutada järgmisi torusid:
- Painduvad terastorud (nt Casaflex – see on gofreeritud terasest eelisoleeritud toru). Sellise toru eelis on, et puudub vajadus kompensatsioonipõlvede ehitamiseks. See annab võimaluse paigaldada torustik keerulise trassijoone järgi, mis võib säästa ruumi. Samuti taluvad sellised torud kõrget temperatuuri. Puuduseks on kõrgem hind ja piiratud läbimõõt. Üldjuhul on maksimaalne läbimõõt DN80.
- Painduvad plasttorud, mis ei ole seotud isolatsiooniga (nt Uponor). Need on plastist eelisoleeritud torud, mille soojusisolatsioon ei ole jäigalt seotud töötoruga ja toru saab isolatsiooni suhtes liikuda. Nende torude eelis on sama, mis painduvatel terastorudel – puudub vajadus kompensatsioonipõlvede ehitamiseks, mis annab võimaluse paigaldada torustik keerulise trassijoone järgi ja võib säästa ruumi. Toru tarnitakse pikkade rullidena ja ühenduskohtade arv on suhteliselt väike, mille tõttu on ka kaeviku laius suhtelisel väike. Põhilised puudused on aga torustiku maksimaalne läbimõõt (kuni De110 või De125) ja väike temperatuuritaluvus (sõltuvalt tootjast kuni 75–80 °C pikaajaliselt ja 80–90 °C lühiajaliselt).
- Painduvad plasttorud, seotud isolatsiooniga (nt Uponor, Logstor). Need on plastist eelisoleeritud torud, mille soojusisolatsioon on jäigalt seotud töötoruga ja toru ei saa isolatsiooni suhtes liikuda. Eelised ja puudused on samad nagu ülalmainitud mitteseotud isolatsiooniga plasttorudel. Põhiline erinevus nende vahel on isolatsiooni koostises ja paigaldamise viisis. Üldjuhul kasutatakse seotud torudel PUR isolatsiooni, mis on palju efektiivsem soojustõke.
Kaugjahutuse jaoks on võimalik kasutada järgmisi torusid:
- Samad torud nagu kaugküttetorustiku puhul, v.a painduvad terastorud, mille kasutamine ei ole otstarbekas. Vaatamata sellele, et antud torud sobivad ka külmale veele, on nende maksumus liiga kõrge ja puuduvad eelised just külma vee korral kasutamiseks (nt paisumise kompenseerimine).
- Lisaks on võimalik kasutada eelisoleerimata PE (PE100) ja eelisoleeritud PE torusid, mis ei sobi kaugkütte jaoks (temperatuuritaluvus on suhteliselt väike).
6.2.2 Projekti klass ja selle määramine
Iga projekti alguses tuleb määrata projekti klass vastavalt standardile EN 13941-1. Kuna soojusvarustuse süsteemid on avarii korral (kui torustik puruneb ja kuum vesi välja pääseb) ohtlikud inimestele ja keskkonnale, siis projekti alguses tuleb hoolega hinnata projekti klassi ning määrata vajalikud ohutustegurid, mida torustiku projekteerimisel aluseks võtta.
Vastavalt standardile EN 13941 on olemas kolm projektiklassi:
A – väiksemad torustikud (üldjuhul kuni DN300) – torustikus on väikesed pinged, rikke korral väike risk keskkonnale ja inimestele;
B – analoogne A-klassiga, kuid pinged torustikus on suured;
C – suured torustikud (üldjuhul üle DN300) – kõrge rõhk süsteemis, samuti keerulised süsteemid ja rikke korral suur risk keskkonnale ja inimestele.
Allpool on näidatud üldine projektiklasside graafik (joonis 6.1), kus aluseks on võetud terastoru P235GH.
Vastavalt projekti klassile kehtivad ka erinevad nõuded torustiku parameetrite arvutamiseks, ehitamiseks ja paigaldamiseks. Näiteks on üheks nõudeks läbivalgustuse (keevisliidete läbivalgustamine) maht, mis on A-klassi korral 5%, B-klassi puhul 10% ja C-klassil 20%. Projekteerimisel tuleb arvestada ka metalli väsimisest tingitud ohuteguriga sõltuvalt projekti klassist. Kõik erisused on toodud standardis EN 13941.
Projekti koostav insener saab valida projekti klassi vastavalt olukorrale ja alati on võimalik vajadusel määrata kõrgem klass (näiteks kui tegemist on DN200 torustikuga, kuid see paigaldatakse sillakonstruktsioonile, saab alati tõsta projekti kategooriat kuni klassini C, et tagada suurem ohutus).
Praegusel ajal arendatakse ka nn LTDHN-i (Low Temperature District Heating Networks – madalatemperatuurilised kaugküttevõrgud). Kuna soojuskandja temperatuur on seal suhteliselt madal, aitab see vähendada riske, mis on seotud süsteemi võimalike riketega (temperatuur on juba vahemikus 50-65 °C).
6.2.3 Vajalikud arvutused
Kaugkütte ja -jahutuse torustiku/süsteemi projekti koostamisel tekib alati vajadus teha mitmeid arvutusi. Sõltuvalt projektist võivad nendeks olla:
- hüdrauliline arvutus;
- torustiku tugevusarvutus;
- soojuskadude arvutus.
Hüdrauliline arvutus on vajalik torustiku õige läbimõõdu määramiseks, et oleks tagatud:
- soojuskandja ringlus süsteemis;
- vajaliku energiakoguse edastamine tarbijale;
- vajalik toiteveerõhk jne.
Kui projekt sisaldab ka soojusallikat, siis arvutus aitab valida pumpade optimaalse elektrikulu, rõhu ja läbimõõdu suhte.
Tugevusarvutuse käigus võetakse arvesse kõiki mõjusid torusüsteemile, mis on tingitud torustiku soojenemisest, omakaalust, pinnasest jne. Sõltuvalt projekti klassist on olemas ka nõuded arvutuse detailsusele. Näiteks A-projektiklassi puhul on lubatud nn käsitsi-arvutused, kasutades lihtsamaid valemeid ja nomogramme, kuid C-klassi torustiku korral tuleb viia läbi detailne arvutus, kasutades tugevusarvutuse programme. Arvutused peavad näitama ka valitud torustiku konfiguratsiooni, mis võimaldab tagada ohutu töö kogu tööea vältel ja valida optimaalse majandus-tehnilise lahenduse.
Soojuskadude arvutamise eesmärgiks on valida soojusisolatsiooni optimaalne paksus (kui tegemist on uue torustikuga), määrata soojuskadude suurus, võrrelda vana ja planeeritava süsteemi soojuskadude erinevust jne.
6.3 Ehitamine
6.3.1 Ehitustööde planeerimine
Ehitustööde töövõtja vastutab ehitustöö eduka läbiviimise eest algusest kuni lõpuni, mistõttu on planeerimine väga tähtis osa sellest tööst.
Projektdokumentatsioon võib olla osa töövõtulepingust, kui on tegemist ehitus- ja projekteerimishankega. Aga projektdokumentatsioon võib ka ise olla eraldi projekt, mis antakse tellija poolt ehitusettevõttele üle ehitustööde läbiviimiseks.
Töövõtja peab kindlaks määrama, mis töid on vaja teha, ja vajadusel vastavalt sellele hankima alltöövõtu, milleks võib olla:
- geodeetiline teenus (torustiku mahamärkimine, teostusjooniste koostamine jne);
- projekteerija teenus;
- kaevetööde teostamine;
- teekatte taastamine (nt kõvakattega teede korral, kui sellega tegeleval firmal peab olema eriluba).
Ehitustööde planeerimisel tuleb arvestada tänavate võimaliku sulgemisega ja vastavalt sellele koostada plaan – mis aastaajal, mis nädalapäevadel on võimalik ehitustöid teha (nt koolivaheajal, puhkepäevadel jne). See plaan tuleb kindlasti kooskõlastada tee omanikuga, transpordiametiga ja muude ametkondadega.
Kui on tegemist olemasoleva torustiku rekonstrueerimisega, siis tuleb kindlaks määrata, kui palju tarbijaid on rekonstrueeritaval lõigul ning kas on võimalik need pikaks ajaks välja lülitada. Samuti tuleb läbi mõelda, kuidas vajadusel tagada nende soojusvarustus (kas rajada ajutised torustikud, ajutised katlamajad jne). Kõik need tegevused on töövõtja kulu, kui ei ole kokku lepitud teisiti.
Juhul kui torustiku pinge vähendamiseks on kasutatud eelpingestuse meetodit, tuleb enne ehitustööde alustamist lahendada küsimus, kuidas ja mille abil saab teostada eelpingestamist. Näiteks suvel ei ole võrguvesi alati piisavalt soe või puudub vesi üldse, kuna katlamajas on hooldustööd. Samuti tuleb arvestada, et juhul kui paigaldatakse eelsoojendusega torustik, peab ta olema avatud kogu ehitustööde aja, mis võib pikendada tänavate sulgemist ja on täiendav rahakulu.
6.3.2 Materjalide tellimine, transport ja vastuvõtt
Kõik materjalid tuleb tellida vastavalt koostatud projektile. Tellimusel tuleb kindlasti tuua välja kõik standardid, millele tellitud materjalid peavad vastama. Suurt tähelepanu peab pöörama eridetailidele ja täiendavatele nõuetele materjalide osas. Need võivad olla nt kolmikute seina paksuste seeriad, A- või B-tüüpi terasest liitmikud jne. Ehk kui projektis on toodud erinõuded liitmikele, siis tuleb kindlasti veenduda, kas tootja valmistab neid vastavalt erinõuetele. Juhul kui projekti materjalide spetsifikatsioon on koostatud mingi konkreetse tootja kataloogi alusel, kuid need tellitakse teise tootja käest, on vaja määrata, kas tooted on sarnased ja kas projekteeritud süsteem toimib, nagu on vaja.
Transpordi käigus, peale- ja mahalaadimisel on väga tähtis jälgida, mis vahenditega seda tehakse. Troppide laiused ja vahekaugused peavad tagama, et maksimaalne rõhk väliskestale ei ületaks 0,3 MPa. Vastasel juhul vigastatakse PE/PUR isolatsiooni ja eelisoleeritud toru või liitmik ei sobi enam kasutamiseks.
Materjalide ladustamisel tuleb analoogselt transportimisega valida selline ladustamisviis, mis tagab, et rõhk PE-väliskestale ei ületaks 0,2 MPa.
Platsil materjali vastu võttes peab selle eest vastutav isik kontrollima vähemalt:
- koguse ja tüübi vastavust tellimusele;
- kas esineb transpordil tekitatud vigu;
- sertifikaatide olemasolu;
- signaaltraatide terviklikkust (nii palju kui on võimalik silma järgi hinnata).
6.3.3 Kaevise tegemine ja montaaž
Kaeviku kaevamine
Ehitustööde käigus tuleb tagada, et torustik paigaldataks projektijärgsele kohale. Selleks peab geodeet enne kaeviku kaevamist maha märkima projekteeritava torustiku ja selle elementide asukoha looduses. Samuti tuleb kaeviku kaevamisel hoolikalt jälgida torustiku sügavust. Arvesse on vaja võtta ka liivapadja paksust, mis tuleb rajada enne torustiku kaevisesse paigaldamist.
Tingimata peab olema kindlaks määratud ka kõigi teiste ehitustööde alal asuvate kommunikatsioonide täpne asukoht. Kaeviku kaevamisel peab olema tagatud teiste kommunikatsioonide ohutus ja terviklikkus. Samuti peab ehitustööde töövõtja arvestama pinnaseveega, ja kui see kujutab ohtu, siis kasutama abinõusid (nt pumpamine), et vältida vee kogunemist kaevikusse.
Kaeviku kaevamisel tuleb kaeviku ristlõike mõõdud valida selliselt, et oleks tagatud ohutu töö kaevikus. Igas projektis peab sisalduma joonis, mis määrab kaeviku minimaalsed mõõdud. Torustiku keevitus- ja jätkupakendite paigaldamiskohtades peab olema tagatud suurem vahe toru ja kaeviku seina vahel. Juhul kui pinnase koostis erineb projektis toodust, peab töövõtja kaaluma kaeviku suurendamist.
Kaeviku mõõtmete valimisel tuleb lähtuda standardist, määrustest ja seadustest.
Torustiku montaaž
Juhul kui tegemist on klassikalise eelisoleeritud terastoruga, mida käsitleb standard EVS-EN 13941, koosneb torustiku montaaž terastorude ja liitmike keevitamisest ning jätkupakendite paigaldamisest. Torustikku on lubatud monteerida nii kaeviku kaldal kui ka kaevikus. Valik tuleb langetada enne ehitustööde alustamist (või ehitustööde jooksul) sõltuvalt ruumi olemasolust, torustiku konfiguratsioonist ja muudest asjaoludest.
Montaaži jooksul tuleb lühendada torud vajaliku pikkuseni. Seejuures peab arvestama, et torude lühendamisel tuleb toru ka osaliselt isolatsioonist puhastada, et tekiks terastoru isolatsioonist vaba ots, mida on võimalik keevitada isolatsiooni vigastamata ja tagades keevituse kõrge kvaliteedi. Samuti tuleb meeles pidada, et kõik keevituskohad ja paljad terastorud oleks võimalik sulgeda jätkupakenditega ning paigaldada soojusisolatsioon.
Liitmike ja sulgeseadmete lõikamine on üldjuhul keelatud ilma tootjatehase nõusolekuta.
Tagasitäide
Kaevis täidetakse uuesti kihtide kaupa, kusjuures enne ühe kihi täielikku tihendamist ei ole lubatud panna järgmist kihti. Kihtide paksus on üldjuhul kuni 150 mm käsitsi tihendamisel ja kuni 300 mm mehaanilisel tihendamisel.
Erilist tähelepanu tuleb pöörata torude all, kõrval ja peal asuvale tagasitäitele. Seda tagasitäidet nimetatakse hõõrdekihiks. Standardis EVS-EN 13941 on toodud erilised nõuded hõõrdekihile. Selle koostis on väga tähtis, kuna tagab torustiku vajaliku hõõrdumise, millest sõltub ka torustiku pikenemine ja pinge.
Tagasitäitel tuleb võtta tarvitusele abinõud, et vältida paigaldatud paisupatjade nihkumist ning liivakihi sattumist toru ja paisupatjade vahel. Selleks võib kasutada kinnituslinte või geotekstiili.
6.3.4 Torustiku katsetamine
Peale torustiku ehitamist (või torustiku osa väljaehitamist) tuleb teostada torustiku katsetused. Nõuded vajalikele katsetustele on toodud standardis EVS-EN 13941.
Tihedusproov
Tihedusproov on kohustuslik iga kaugküttetorustiku puhul. Tihedusproovi saab teha suruõhuga või veega, suruõhu kasutamisel nii ülerõhuga kui ka vaakumiga. Peale vajaliku ülerõhu (või vaakumi) saavutamist tuleb visuaalselt kontrollida kõiki keevisliiteid.
Surveproov
Surveproov on valikuline ja selle vajaduse määrab ehitustööde tellija, võrgu omanik või Eesti Vabariigi seadused ja määrused. C-klassi puhul on surveproovi läbiviimine rangelt soovituslik.
Surveproovi saab kombineerida tihedusprooviga.
Kui kaugküttetorule rakendub ELi direktiiv 2014/68/EL (PED), siis tuleb lähtuda ka sellest ja sel juhul on surveproovi tegemine kohustuslik.
Tihendusproov
Juhul kui nõutakse tihedusproovi, kuid selle teostamine on raskendatud, saab tihedusproovi asendada mittepurustava kontrolliga (NDT).
Lisaks tihedus- ja surveproovidele on ette nähtud kontrollida torustiku keevisliiteid mittepurustava kontrolliga. Üldjuhul kasutatakse selleks radiograafilist kontrolli. Kokkuleppel tellija ning võrgu valdajaga saab seda teha ka ultraheli-meetodiga, kuid tuleb pidada silmas, et antud meetodit saab rakendada juhul, kui seinapaksus on kuni 8 mm.
NDT maht sõltub projekti klassist. Vajalik maht on toodud standardis EVS-EN 13941 ja see on:
- A-klassi puhul 5%;
- B-klassi puhul 10%;
- C-klassi puhul 20%.
Peale katsetamisi tuleb vormistada nõuetekohased protokollid, kus on selgelt öeldud, mida ja mis mahus kontrolliti, kes kontrollis ja kes selle vastu võttis.
6.4 Enesekontrolli küsimused
- Kuidas jagunevad kaugküttes kasutatavad põhistandardid ja mida need reguleerivad?
- Milliseid torusid kasutatakse kaugküttes?
- Millised arvutused on vaja teha kaugkütte projekti koostamisel?
- Millistest etappidest koosneb kaugküttetorustiku ehitamine?
- Kuidas testitakse kaugküttetorustiku töökindlust?