energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2026-19-1-41-48energsecurity-1066Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТЫDESIGN, RESEARCH, CALCULATIONSМетодика расчета тепловой изоляции тепловых сетей при футлярной прокладке методом горизонтального направленного буренияThermal insulation calculation method for district heating pipelines with casing installed by horizontal directional drillingСкулкинС. В.SkulkinS. V.

Институт энергетики, Высшая школа атомной и тепловой энергетики

195251; ул. Политехническая, 29; Санкт-Петербург

Institute of Energy, Higher School of Nuclear and Heat Power Engineering

195251; 29 Politekhnicheskaya str.; Saint Petersburg

skulkin_sv@spbstu.ruПарамоновА. П.ParamonovA. P.

195251; ул. Политехническая, 29; Санкт-Петербург

195251; 29 Politekhnicheskaya str.; Saint Petersburg

ТимерьяноваЮ. С.TimeryanovaU. S.

195251; ул. Политехническая, 29; Санкт-Петербург

195251; 29 Politekhnicheskaya str.; Saint Petersburg

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»РоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation2026260420261914148Copyright © Скулкин С.В., Парамонов А.П., Тимерьянова Ю.С., 20262026Скулкин С.В., Парамонов А.П., Тимерьянова Ю.С.Skulkin S.V., Paramonov A.P., Timeryanova U.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/1066

   Развитие технологии горизонтального направленного бурения привело к появлению нового способа бестраншейной футлярной прокладки тепловых сетей. Нормативная база проектирования и строительства сетей такой прокладки развивается, но пока содержит ряд пробелов. Одной из таких проблем является отсутствие методики расчета тепловой изоляции. Разработана методика расчета тепловой изоляции тепловых сетей футлярной прокладки методом горизонтального направленного бурения. В основу методики положен алгоритм расчета линейных тепловых потерь бесканальной прокладки, применяемый в СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Уточнен перечень составляющих сопротивления теплопередаче и предложены расчетные формулы, учитывающие особенности бестраншейной футлярной прокладки, применяемых изделий и материалов. Для расчета термического сопротивления грунта обосновано применение приближенной формулы, погрешность которой ничтожно мала в диапазонах глубины заложения и диаметров трубопроводов, характерных для сетей бестраншейной прокладки. Составлены новые, удобные зависимости термического сопротивления полимерных труб от коэффициента теплопроводности материала и стандартного размерного отношения SDR или трубной серии S. Показано, что полимерные трубы и футляры, имеющие одинаковые значения параметра SDR или S и выполненные из одного материала, обладают одинаковым термическим сопротивлением независимо от диаметра, что сокращает объем вычислений. Предложен простой подход к определению погонного теплового потока с учетом влияния теплового поля нескольких соседних трубопроводов. Приведен пример расчета тепловой изоляции четырехтрубной тепловой сети бестраншейной футлярной прокладки. Разработанная методика может применяться как справочное дополнение к своду правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

   The development of Horizontal Directional Drilling (HDD) technology has led to a new trenchless method for installing district heating networks using casing pipes. The regulatory framework for the designing and constructing such HDD pipelines is evolving but still contains several gaps. One notable gap is the absence of a standardized methodology for thermal insulation calculation. A methodology for calculating thermal insulation of district heating pipelines with casing installed by HDD has been developed. It is based on the algorithm for calculating linear heat losses in direct buried pipelines, as specified in the Code of Practice SP 61.13330.2012 "Thermal Insulation of Equipment and Pipelines". The list of components contributing to total thermal resistance has been refined, and calculation formulas have been proposed to account for the specific features of trenchless casing installation, as well as the products and materials used. For calculating the thermal resistance of soil, an approximate formula is justified; its error is negligible within the typical ranges of burial depth and pipeline diameter for trenchless installations. New practical dependencies have been established for the thermal resistance of polymer pipes as a function of material thermal conductivity and either the Standard Dimension Ratio (SDR) or pipe series (S). It is shown that polymer pipes and casing tubes with identical SDR or S values, made of the same material, have the same thermal resistance regardless of diameter, which reduces computational effort. A straightforward approach is proposed for determining the linear heat flux, taking into account the influence of the thermal field from multiple adjacent pipelines. An example is provided for the thermal insulation calculation for a four-pipe district heating network installed using the trenchless casing method. The developed methodology can serve as a reference supplement to the Code of Practice SP 61.13330.2012 "Thermal Insulation of Equipment and Pipelines".

тепловая изоляциятепловые сетибестраншейная прокладкагоризонтальное направленное бурениеплотность теплового потокаthermal insulationdistrict heating networkstrenchless installationHorizontal Directional Drilling (HDD)heat flux densityReferencesЗарубин Н. Е. Анализ выбора подземных прокладок тепловой сети при использовании бесканального, канального и футлярного способов // Настоящее и будущее современных научных направлений : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Кемерово: Общество с ограниченной ответственностью "Западно-Сибирский научный центр" 2020: 81 – 83.Zarubin N. E. Analysis of the choice of underground heat network laying using channelless, channel and casing methods // Present and future of modern scientific directions : collection of materials of the International Scientific and Practical Conference. – Kemerovo: Limited Liability Company "West Siberian Scientific Center" 2020: 81 – 83. (In Russ.)Коновалов А. Б., Михеева О. В. Современные технологии прокладки трубопроводов в строительстве // Современные проблемы и перспективы развития строительства, теплогазоснабжения и энергообеспечения : Материалы XIV Национальной конференции с международным участием. – Саратов: Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н. И. Вавилова 2024: 75 – 82.Konovalov A. B., Mikheeva O. V. Modern technologies of pipeline laying in construction // Modern problems and prospects for the development of construction, heat and gas supply and energy supply : Materials of the XIV National Conference with international participation. – Saratov: Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov 2024: 75 – 82. (In Russ.)СП 341.1325800.2017. Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением : Свод правил. – дата введения 2018-05-15. URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/upload/iblock/fb0/SP-341.pdf (дата обращения 05. 05. 2025).SP 341.1325800.2017. Underground utility networks. Laying by horizontal directional drilling: Set of Rules. – Date of introduction 2018-05-15. URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/upload/iblock/fb0/SP-341.pdf (accessed: 05. 05. 2025). (In Russ.)СП 61.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов : Сводь правил. – дата введения 2013-01-01. URL: https://nostroy.ru/nostroy_archive/nostroy/448387172-SP%2061.13330.pdf (дата обращения 05. 05. 2025).SP 61.13330.2012. Thermal insulation of equipment and pipelines (Updated version of SNiP 41-03-2003): Set of Rules. – Date of introduction 2013-01-01. URL: https://nostroy.ru/nostroy_archive/nostroy/448387172-SP%2061.13330.pdf (accessed: 05. 05. 2025). (In Russ.)Пашенцев А. И., Гармидер А. А., Пашенцева Л. В. Методический подход к оценке тепловых потерь бесканальной тепловой сети с учетом тепловой интерференции // Экономика строительства и природопользования 2021. 4(81): 13 – 22. – DOI 10.37279/2519-4453-2021-4-13-22.Pashentsev A. I., Garmider A. A., Pashentseva L. V. Methodical approach to assessing heat losses of a channelless heat network taking into account thermal interference. Economics of Construction and Environmental Management 2021. 4(81): 13 – 22. – DOI: 10.37279/2519-4453-2021-4-13-22. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.