Теплоизоляция для труб водоснабжения: обзор утеплителей от замерзания труб в земле

Утепление водопровода в земле: правила теплоизоляции наружных веток

Наружную часть стационарной системы подачи воды в частный дом обычно размещают в толще грунта. Так она не занимает место на участке, защищается от механических воздействий. Однако ее нужно защитить и от низких температур в морозный период. Что сделать, чтобы исключить формирование пробок в трубопроводе зимой?

Для бесперебойного водоснабжения в зимний период необходимо провести утепление водопровода в земле. Мы расскажем, как защитить проложенные в грунте трубы от промерзания. В представленной к ознакомлению статье подробно описаны проверенные на практике варианты решения этой задачи.

Правила строительства подземного водопровода

Перемерзание подземного водопровода происходит по причине достижения температуры грунта отрицательных значений. Одним из способов предотвращения возникновения проблемы является проведение труб на глубине, где минусовые температуры недостижимы.

В случае если это требование не было выполнено, необходимо принять другие меры для решения задачи бесперебойного водоснабжения.

Основные положения нормативных документов

Согласно п. 11.40 свода правил СП 31.13330.2012 глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 метра больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Это необходимо для исключения формирования ледяных пробок в трубопроводе и разрыва труб в местах кристаллизации воды, увеличивающейся при замерзании в объеме.

Расчетную глубину, согласно п. 11.41 этих же правил, следует устанавливать натурными наблюдениями за изолинией промерзания грунта, а также руководствоваться опытом эксплуатации трубопроводов в данном районе.

Такой информацией может владеть гидрометцентр или организации, занимающиеся водоснабжением. При отсутствии натурных данных необходимо определить глубину теплотехническими расчетами.

Согласно п. 5.5.3 свода правил СП 22.13330.2011 нормативную глубину сезонного промерзания грунта при отсутствии данных многолетних наблюдений необходимо определять на основе теплотехнических расчетов, представленных на рисунке внизу.

Значения среднемесячной температуры воздуха по населенным пунктам субъектов Российской Федерации следует брать из таблицы 5.1 свода правил СП 131.13330.2012.

В случае превышения полученного значения величины 2,5 метра, а также для горных районов с резким изменением рельефа местности, климатических или инженерно-геологических условий необходимо определять нормативную глубину промерзания грунта согласно формулам Приложения “Г” свода правил СП 25.13330.2012.

Расчетную глубину промерзания согласно п. 5.5.4 свода правил СП 22.13330.2011 для районов с неотрицательными среднегодовыми значениями температуры определяют умножением нормативного значения на коэффициент 1,1. Для территорий с отрицательными значениями эту величину рассчитывают по СП 25.13330.2012.

Защита от воздействия низких температур

Не всегда удается полностью или частично проложить систему водоснабжения ниже нулевой изотермы. Иногда это невозможно сделать по техническим причинам, например, когда вывод водопроводной трубы из скважины находится выше границы зоны промерзания земли.

Глубинная отметка уровня промерзания определяется в соответствии с климатической спецификой региона, в котором сооружается водопровод.

Для средней полосы эта величина составляет 1,0 – 1,3 м в зависимости от типа грунта, в областях с суровыми зимами глубина размещения труб, согласно правилам, будет более 2,0 – 2,5 метров, что очень дорого как при прокладке, так и в случае необходимости ремонта.

При невозможности или дороговизне размещения водопровода на большой глубине для его бесперебойного функционирования применяют другие меры. Их можно условно разделить на две категории:

  • Утепление. Предназначено для уменьшения потери тепла объектом за единицу времени. Его проводят с помощью материалов, имеющих малую теплопроводность.
  • Обогрев. Предназначен для увеличения температуры объекта. Для осуществления этой процедуры необходим внешний источник тепловой энергии.

Выбор варианта утепления или обогрева наружной ветки водопровода зависит от условий функционирования, температурного режима, геометрии системы, простоты выполняемых работ, а также эффективности, стоимости и надежности способа решения проблемы.

Способы утепления наружного водоснабжения

Существует множество способов утепления уличной системы водоснабжения, размещенной в земле. Если осуществляется подача только холодной воды, то по причине небольшой разницы температуры теплопроводность применяемых материалов не так важна, как их долговечность, прочность или цена.

Применение простых методик

В том случае, если трубы размещены практически на границе зоны перемерзания, то для исключения вероятности остановки подачи воды можно выполнить элементарные действия, не требующие больших вложений и квалифицированного выполнения работ.

Для южных регионов, где глубина залегания водопровода небольшая, достаточно осенью раскапывать трубы, засыпать их экологически чистым изолирующим материалом и снова закапывать траншею.

Для утепления можно использовать листья, солому, стружку или опилки. Они обладают низкой теплопроводностью, однако к следующей зиме успеют сгнить в земле, поэтому такую процедуру необходимо повторять ежегодно.

Если согласно расчетам трубы расположены немного выше уровня, позволяющего гарантировать неперемерзание системы, то вместо углубления водопровода можно решить проблему поднятием нулевой изотермы.

Это можно сделать двумя способами:

  • увеличить толщину слоя земли, насыпав ее сверху;
  • использовать для утепления выпавший снег.

В обоих случаях центр полосы отсыпки земли или снега расположен вдоль водопровода, а ее ширина должна быть как минимум в два раза больше глубины заложения труб.

Насыпка земли изменит ландшафт участка придомовой территории, а утепление с помощью растительных и древесных отходов или снега необходимо проводить постоянно. Поэтому для длительного и надежного решения задачи утепления водопровода применяют специальные разработанные материалы.

Водопровод, проложенный ниже отметки сезонного промерзания грунта в регионе, утепляют только на участке, проходящем через толщу замерзающим зимой пород. Теплоизоляция устраивается от указанного уровня до ввода трубы в дом.

Если водопровод заводится в дом через неотапливаемый подвал, устроенный ниже глубины промерзания, то утепление проводится в пределах подвального помещения. Тогда вокруг участка водопровода устраивается деревянный короб, а пространство между ним и трубой заполняется опилками или базальтовой ватой.

Виды и формы материалов

Для утепления водопровода используют материалы, которые представлены в виде скорлуп – форм, повторяющих контуры труб и узлов системы. Их выполняют из базальтовой ваты, стекловаты, пенопласта, экструдированного пенополистирола, пенополиуретана, пеностекла.

В случае использования минеральной ваты и стекловаты обязательным условием для подземной прокладки является наличие фольгированной оболочки. Она предотвращает намокание утеплителя, из-за которого практически уничтожаются изоляционные свойства материала. Заменить оболочку можно обмоткой трубы с базальтовой изоляцией рубероидом.

Из-за способности беспрепятственно впитывать влагу в обустройстве подземных сетей не используется ватная теплоизоляция в виде нарезанных на плиты или или свернутых в тюки матов без гидроизоляционной внешней защиты.

Исключением может быть прокладка трубопровода в бетонных лотках с засыпкой свободного пространства между лотком и трубой керамзитом или подобным материалом.

Теплоизоляционная скорлупа представляет собой готовые заготовки цилиндрической формы, чей внутренний диаметр совпадает с внешним диаметром труб. Изделия, длиной от 60 см до 2 метров состоят из цельной трубки с конструкционным швом, если утеплительный материал эластичный или из нескольких (чаще всего двух) секций. Основным плюсом секционного материала для утепления является простота монтажа изделия.

Соединение половин относительно тонкой скорлупы происходит с наложением края элемента на следующий элемент для избегания образования незащищенных участков трубопровода. Смещение метровых отрезков, как правило, составляет 15-20 см.

Если необходимо использовать утолщенный утеплитель, лучше выбрать скорлупу с монтажной фаской по торцовому краю. Второй вариант обеспечения плотных соединений заключается в некотором смещении частей скорлупы относительно друг друга.

При креплении частей скорлупы используют сантехнический скотч. Защита примыкания отводов труб, поворотов и других узлов системы происходит с помощью специальных фасонных форм.

Теплоизоляционная краска и напыление пенополиуретаном

Одним из дополнительных решений по недопущению промерзания наружной магистрали водоснабжения, расположенной в земле, является жидкая или напыляемая теплоизоляция. Этот метод позволяет надежно, без швов и мостиков холода защитить участки со сложной геометрией, для которых затруднительно использование стандартных материалов для утепления.

Пенополиуретан имеет жидкую консистенцию и наносится на утепляемые объекты методом напыления. Обладая одним из лучших показателей по теплопроводности, а также рядом других положительных свойств, этот материал характеризуется веским минусом: для его нанесения необходимо специальное оборудование.

Найти фирмы, которые занимаются утеплением с помощью пенополиуретана нетрудно, так как его активно применяют на разных объектах. Однако у всех поставщиков услуг существует ограничения по минимальной площади напыления, поэтому отыскать приемлемый по цене вариант исключительно ради 10 или 20 метров трубопровода вряд ли удастся.

Специальная теплоизоляционная краска для утепления труб аналогично пенополиуретану может быть нанесена методом напыления. Ее продают в баллончиках, поэтому эту процедуру легко выполнить самостоятельно. Также существует вариант в жидком виде, что позволяет покрасить элементы водопровода с помощью обыкновенной малярной кисти.

Способы защиты водопроводных труб от промерзания

Защита водопроводных труб от промерзания

Промерзание труб системы водоснабжения на сегодняшний день является очень актуальной проблемой, которая обусловлена низкими температурами в зимнее время года. Низкие температурные показатели приводят к замерзанию воды внутри труб. Это чревато нарушением целостности отдельных элементов системы водоснабжения и их разрушением, что приводит в итоге к выходу из строя всей системы водоснабжения. Возникает необходимость в принятии контрмер по устранению проблемы – промерзанию водопроводных труб и замерзанию воды в элементах системы водоснабжения. На восстановление функционирования системы водоснабжения может уйти очень много времени, что в свою очередь неизбежно потребует значительного финансирования. Намного целесообразнее предупредить проблему, чем устранять её последствия в дальнейшем.

Существует несколько способов предотвращения промерзания труб и элементов системы водоснабжения:

  • установить нагревательный кабель для водопроводных труб;
  • удалить всю воду из системы водоснабжения;
  • обеспечить постоянное давление воды в водопроводе;
  • провести дополнительное утепление труб;
  • провести дополнительное утепление цоколя и подвала дома, установить обогреватель;
  • обеспечить постоянную циркуляцию воды в системе;
  • обеспечить постоянное поддержание положительной температуры в доме в зимнее время;

Данные способы могут быть использованы комплексно или же самостоятельно, в зависимости от условий эксплуатации. При правильной реализации итоговый результат будет положительным.

Основные проблемные зоны водопровода

Зона выхода водопроводной трубы из скважины или колодца – точки водозабора, зона ввода трубы в дом – вот основные проблемные зоны, на которые нужно обратить особое внимание в первую очередь.
При планировании организации водоснабжения дома необходимо учесть возможность промерзания труб и осуществлять их прокладку на глубине больше уровня промерзания грунта в регионе. Общей рекомендацией будет осуществлять прокладку водопроводных труб на глубине 1,5-1,7 м. При этом труба должна быть утеплена.

Более сложной задачей является утепление и переделка уже проложенных труб, особенно, когда нет возможности или затруднительно опустить их на достаточную глубину. В таком случае остается только дополнительно утеплять трубы и использовать греющие кабели для предотвращения замерзания воды. Одним из «народных» способов утепления является использование канализационной трубы, которая одевается на водопроводную, а пустоты между ними заполняют монтажной пеной. Такой способ, конечно, не гарантирует, что труба не промерзнет на сложных участках – в местах соединений и разветвлений трубы. В таких местах лучше воспользоваться нагревательным кабелем.

Нагревательный кабель для водопроводных труб

Данный способ защиты от промерзания труб используется относительно недавно. Здесь в качестве главного элемента выступает нагревательный кабель. При этом он может располагаться или с наружной части трубы, обволакивая ее, или внутри водопровода. В обоих случаях часть элемента системы водоснабжения, которая нуждается в дополнительной теплоизоляции, предварительно оборачивается слоем фольги. Это позволит свести к минимуму возможные теплопотери.

Кабельные системы обогрева – это готовые комплекты, состоящие из провода разной длины, с определенной мощностью, вилкой на одном из концов и термостатом на другом конце кабеля. Термостат обеспечивает поддержание заданной температуры нагрева трубы и может самостоятельно включать или отключать систему нагрева в заданном диапазоне температур. В набор многих комплектов входит и терморегулятор, позволяющий управлять температурой и потреблением электроэнергии.

Основными преимуществами кабельной системы обогрева является возможность ее установки как на трубы, проходящие под землей, так и по поверхности, при этом в среднем энергопотребление обогревательной системы небольшое – порядка 15 Вт/м., и прежде всего, зависит от предполагаемой минимальной температуры воздуха и теплоизоляции трубы.

Варианты монтажа нагревательного кабеля на трубе

Однако важно помнить, что в случае прекращения подачи электроэнергии система подогрева также перестаёт функционировать. Возникновение такой ситуации должно быть предусмотрено заранее. Для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии стоит приобрести и установить дополнительный автономный электрогенератор.

Наиболее известными и популярными производителями кабельных систем обогрева являются такие компании как Ebeco, Tyco Thermal Controls, Ensto, Nelson EasyHeat, Raychem, Nexans, Специальные системы и технологии, и др.

Нагревательный кабель для водопроводных труб

Нагревательный кабель для водопроводных труб

Наружное расположение нагревательного кабеля

Нагревательный кабель может располагаться вдоль трубы одной или несколькими линиями.

Ещё один вариант расположения нагревательного элемента — по спирали вдоль трубы. При монтаже нагревательного кабеля необходимо проследить, чтобы шаг кабеля был равномерным.

Волнистой линией вдоль трубы нагревательный кабель располагается в том случае, если для линейного способа размещения длина кабеля слишком большая, а для спирального недостаточная.

Монтаж кабеля на поверхности трубы: 1. Датчик температуры 2. Нагревательный кабель 3. Водопроводная труба 4. Клейкая лента 5. Теплоизоляция

Внутреннее расположение нагревательного кабеля

При внутреннем размещении обогревательного элемента используется кабель со специальным покрытием. Верхний слой кабеля позволяет применять данный способ утепления труб и в трубопроводах с питьевой водой.
Следует отметить, что при использовании нагревательного кабеля нет необходимости размещать систему водоснабжения на большой глубине.

Как правило, установку нагревательного кабеля внутри труб выполняют в случае отсутствия возможности проложить его снаружи. Для внутренней прокладки кабели используют специальные комплекты, предназначенные для установки в водопроводных трубах диаметром от 1/2″ до 1″.

Дополнительная теплоизоляция и утепление водопроводных труб

Наиболее популярная защита от промерзания труб — предварительное принятие мер по дополнительной теплоизоляции системы водоснабжения и водопроводных труб. Материалы, используемые при этом, могут быть самыми разными.

Минеральная вата. Такой утеплитель используется довольно часто. В строительстве он пользуется большим спросом. Его преимущества заключаются в устойчивости к перепадам температурных показателей, простоте проведения монтажных работ, а также в способности очень долго выполнять свои непосредственные функции.

Вспененный полиэтилен. Отличается доступностью и высокими теплоизоляционными свойствами. Верхний слой утеплителей на основе вспененного полиэтилена выполнен из фольги, которая позволяет отражать тепло внутрь, что дополнительно снижает теплопотери.

Пенопласт (пенополистирол). Пенопластовый утеплитель для труб представлен в виде своеобразного чехла (короба), состоящего из двух половинок в продольном сечении. Для утепления соединительных узлов используется специальная скорлупа из пенопласта различной формы. Крепление отдельных элементов при этом осуществляется вручную.

Источники:
http://remstd.ru/archives/sposobyi-zashhityi-vodoprovodnyih-trub-ot-promerzaniya/
http://sovet-ingenera.com/kanaliz/livnevka/texnologiya-prochistki-livnevoj-kanalizacii.html

Ссылка на основную публикацию