Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.
Стабильное водоснабжение жилых домов является обязательным условием для нормального проживания людей в них. Однако собственники частных домовладений при наступлении морозов нередко сталкиваются с проблемой замерзания водопровода, особенно на вводах в здание и неотапливаемом подполье. Образование ледяной пробки полностью перекрывает поступление воды в дом, а расширение замерзающей жидкости приводит к разрывам водопроводных труб и повреждению запорной арматуры. Избежать подобных неприятностей можно только в том случае, если обеспечить утепление труб водоснабжения в частном доме.
Предпосылки для замерзания воды в трубах возникают еще на стадии монтажа наружного водопровода. Правила строительства прямо указывают, что глубина заложения подземных водопроводных линий должна быть ниже нормативной точки промерзания грунта.
Для нашей северной страны в большинстве регионов эта величина превышает 1,2 метра . Копать такую глубокую траншею обычно не хочется и принимается за истину (надежду), что грунт на такую глубину не промерзает, и в итоге водопровод кладут на глубине в полметра, совершая тем самым грубейшую ошибку. В одну из зим вода в нем обязательно замерзнет. А копать зимой мерзлый грунт… Вывод сделайте сами.
Глубина промерзания по регионам. Внимание! Здесь нужно сказать, что понятие промерзания грунта — не ежегодное образование вечной мерзлоты на глубину в полтора метра, а временное снижение температуры почвы до отрицательного значения.
Если при подземной прокладке трубопровода глубина заложения линии была выдержана правильно и опасность замерзания воды на этом участке отсутствует, то при вводе в дом водопровод поднимается ближе к поверхности и попадает в зону промерзания грунта.
После этого входит в здание и проходит некоторое расстояние по подвалу (подполью). Если помещения ниже нулевой отметки дома теплые, то изолировать необходимо только подземный участок подъема трубы и узел ввода. В противном случае работы по устройству тепловой изоляции разделяются на два этапа:
Такое разделение обусловлено различными технологиями, применяемыми для каждого случая. Изоляция подземной прокладки должна быть жесткой, влагонепроницаемой и не привлекающей грызунов и насекомых. К открытой прокладке труб по подвалу здания требования менее жесткие и сделать ее проще.
Решая вопрос, чем утеплить водопроводную трубу в земле и внутри дома, необходимо обеспечить выполнение следующих требований к тепловой изоляции:
Специально для утепления трубопроводов производители строительных материалов изготавливают сборочные теплоизоляционные элементы в виде трубчатых оболочек, полуцилиндров и сегментов. Традиционным материалом по-прежнему считаются листовые утеплители, которыми трубы просто обворачивают.
Тепловая изоляция из стекловолокна применяется для утепления водопроводов только в сухих помещения. Долговечность этого материала, хорошие теплоизоляционные свойства и невысокая стоимость теряют свою значимость из-за способности стекловаты активно впитывать влагу. Поэтому утепление водопровода в частном доме требует обязательного наличия гидроизоляционного слоя, что увеличивает стоимость утепления и усложняет монтаж.
Изготавливаются в виде плоских матов, полуцилиндров и сегментов. Способность впитывать влагу присутствует, но она значительно ниже, чем у стекловаты. Рекомендуются для утепления труб в сухих помещениях. Для утепления подземных трубопроводных линий базальтовые утеплители не применяются.
Для изоляции трубопроводов производители изготавливают изделия с уже наклеенным защитным слоем из фольгоизола или пергамина. Сложная технология изготовления материала повышает его стоимость. В результате утепление труб малого диаметра часто становится экономически невыгодным.
Подбор диаметра теплоизоляции для труб. Плотный, прочный и долговечный материал, обладающий отличными теплоизоляционными свойствами, наилучшим образом подходит под утепление трубы водопровода в земле. Выпускается в виде разрезных трубок и полуцилиндров. Возможно наличие поверхностного защитного покрытия из полимерных материалов или фольги.
Этот вид утеплителя используют для изготовления предизолированных труб ППУ в заводских условиях. Такие системы считаются наилучшей зашитой от тепловых потерь и всех видов внешних воздействий. Но главный недостаток для частных застройщиков заключается в необходимости привлечения специалистов для проведения монтажных работ.
Специально для теплоизоляции трубопроводов, из этих материалов изготавливают трубчатые кожухи различных диаметров. Их одевают на трубу во время ведения монтажных работ или на уже смонтированные трубопроводы. Для этого по длине кожуха предусмотрен продольный надрез, который позволяет раскрыть оболочку и одеть ее на трубу, выполняя монтаж своими руками.
Трубчатая изоляция из вспененного полиэтилена и искусственного каучука:
Однако малая механическая прочность данных материалов не позволяет использовать их при подземной прокладке. Вес и давление грунта приведут к уплотнению слоя и потере теплоизоляционных свойств. Поэтому использование допускается только при открытой прокладке труб.
Теплопроводность материалов. Этот инновационный материал представляет собой густой пастообразный состав, который наносят на поверхность трубопровода. Слой краски толщиной 4 мм по своим свойствам соответствует 8-ми миллиметровой минераловатной изоляции.
Покрытие отличается высокой прочностью, износостойкостью и высоким сопротивлением воздействию влаги. Основной недостаток заключается в высокой стоимости – более $150 за ведро 10 литров.
Защитить водопровод в частном доме можно не только с помощью тепловой изоляции, но и другими способами. К ним относят:
Эти три технологии защиты достаточно широко используются на практике и поэтому заслуживают более подробного рассмотрения.
Этот способ предусматривает прямой подогрев трубопровода с помощью специального электрического кабеля. Он может находиться на поверхности трубы или внутри нее. Средняя потребляемая мощность нагрева составляет 20 Вт на погонный метр водопровода, но точная величина определяется способом расположения провода и диаметром трубопровода.
Применение технологии внешнего подогрева позволяет прокладывать водопроводные трубы на глубине менее 1 метр, а также раз и навсегда решить вопрос, чем утеплить трубу водопровода на улице. Однако дополнительный расход электроэнергии в холодное время года заставляет задуматься о целесообразности такого метода.
При монтаже подогрева трубы кабелем, он может быть просто намотан вдоль поверхности трубы или располагаться внутри нее. В первом случае значительная часть тепла будет уходить не к водопроводу, а в окружающую среду. Во втором случае для выполнения монтажных работ приходится приглашать специалистов.
Хорошим вариантом может быть совместное использование греющего кабеля и тепловой изоляции. В этом случае его располагают под теплоизоляционным слоем вдоль труб по поверхности. Потери тепла будут минимальны и расход электроэнергии значительно уменьшится.
Эта технология защиты от замерзания применяется только при подземной прокладке водопроводов. Суть метода заключается в наличии воздушной прослойки между поверхностью трубопровода и грунтом. Ее создают с помощью надетой сверху пластиковой гофрированной трубы, диаметр которой на 20-25 мм больше диаметра водопровода.
В итоге получается система «труба в трубе» с воздушной прослойкой достаточного размера. Водопроводная вода, имея плюсовую температуру, нагревает воздух и сама себе обеспечивает защиту от замерзания. Однако подобная система требует наличия водоразбора, и если в доме водой не пользуются 3-4 дня, то воздух остынет и изоляционный эффект пропадет. Поэтому для дачи эта технология не подходит.
Данный способ основан на физическом свойстве воды к понижению температуры точки замерзания при повышенном давлении, аналогично свойству закипать при температуре менее 100°C в высокогорье.
Избыточное давление создается при помощи насоса и ресивера. Однако здесь возникают технические затруднения. Дело в том, что водоразборная арматура в доме не рассчитана на работу при высоком давлении воды. Так, например, стандартным давлением для душевого смесителя является величина 0,1 МПа. Поэтому приходится создавать довольно сложную инженерную систему:
В результате система получается довольно сложной, а значит уровень ее надежности и безопасной эксплуатации снижается.
Сегодня в продаже можно найти разнообразные датчики температур погружного и накладного типа. Установив такие приборы на подземной части водопровода, можно получать своевременную информацию о приближении времени возможной аварийной ситуации. После этого открыть водоразборные краны и прогреть водопровод, поскольку поступающая из скважины вода всегда имеет положительную температуру.
Сигналы от датчиков могут поступать через микропроцессор на звуковой оповещатель, а в более сложных системах присылать сообщения на телефон или электронную почту. При наличии кабеля подогрева можно автоматизировать его включение при достижении критической температуры.
При монтаже одножильного провода следует учесть, что для возможности его подключения он должен уйти по трубопроводу, а после этого вернуться назад. Таким образом, у вас окажется два конца, которые можно будет подключить к источнику питания.
Работы следует производить в такой последовательности:
Спиральная укладка нагревающего кабеля. 
До укладки трубы в землю необходимо провести испытание смонтированной греющей системы. Для этого подключите кабель к источнику питания и убедитесь, что на видимых концевых отрезках происходит нагрев.
Обеспечение надежной защиты водопровода обеспечит беспрерывную подачу воды в дом и избавит вас от возможных проблем с водоснабжением в холодное время года. Выбор способа защиты зависит от реальных условий эксплуатации и ваших финансовых возможностей. Но предотвратить замерзание воды в трубах необходимо в любом случае.
В частном доме с подачей воды из своей скважины, колодца или из центрального водопровода часть труб всегда прокладывается на улице – под землей или по воздуху. Чаще – под землей, но любые трубы необходимо утеплять, так как зимы на территории РФ всегда проходят с отрицательными температурами, а вода в трубах не должна замерзать ни на минуту. Поэтому проблема, как утеплить водопроводную трубу на улице, остается актуальной всегда, и решает ее каждый по-своему. Но есть много общих моментов, выполнение которых поможет правильно эксплуатировать водопровод в экстремальных условиях. И главное требование к утеплительным материалам, которые будут использоваться для изоляции труб – низкое водопоглощение и высокая теплонепроницаемость.
В грунте трубы из металла или пластика соприкасаются с водой и с грунтом одновременно. Температура этих материалов всегда будет разной, поэтому на поверхности труб образуется конденсат. Из-за экстремальных условий эксплуатации труб они должны быть выполнены из такого материала, который способен выдерживать механическое воздействие (давление грунта, воздействия при монтаже системы), иметь длительный срок службы, сопротивляться образованию плесени и коррозии. 
Наиболее распространенные и востребованные утеплительные материалы для водопроводной системы:
Кроме перечисленных утеплительных материалов, можно теплоизолировать водяные трубы на участках с неглубоким залеганием магистралей можно следующими методами:
Развитие утеплительных материалов для водопровода начиналось с использования коробов из дерева, в которые укладывался водопровод и засыпался грунтом, опилками или зольным шлаком. После изобретения минеральной ваты и керамзита популярными стало утепление из этих натуральных материалов. И только недавно ассортимент утеплителей значительно расширился – теперь любые утеплители – из природных или синтетических компонентов – можно купить везде. 
Для максимального эффекта утепления необходимо при покупке материалов изучить все их свойства и характеристики и привязать их к региону и условиям работы водопровода.
Функциональное назначение утеплителей – защита водопровода от отрицательных температур, и для оптимального результата утеплитель должен соответствовать заявленным характеристикам, таким, как:
Чтобы утеплить трубу, проходящую по воздуху, применяют минвату или стекловату в рулонах, что упрощает их монтаж и позволяет провести утепление самостоятельно. Удобоукладываемость этих мягких материалов позволяет утеплять самые сложные участки трубопровода намного эффективнее, чем при работе с другими утеплителями. Минватой можно плотно обложить любой габаритный вентиль или задвижку, угол или тройник распределения труб, сложный горизонтальный или вертикальный поворот. 
Покупая минвату на основе базальтового волокна, следует сразу озаботиться наличием специальных цилиндров – «скорлупы» – определенных размеров, для утепления фасонных деталей. По длине такие цилиндры можно подгонять при помощи слесарного резака или ножа. Их еще в строительных кругах называют «скорлупой». «Скорлупа» часто покрывается алюминиевой фольгой или тонким оцинкованным железом для защиты слоя утеплителя от механических повреждений и улучшения сохранения тепла вокруг трубы. Трубы для холодной воды чаще всего утепляют имеет пенополистиролом, так как горючесть материала не позволяет использовать его без ограничений в утеплении ГВС. 
Работая с минеральной ватой, необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты – очками, резиновыми перчатками и респиратором, так как вата сделана из мелких стеклянных, базальтовых или других твердых минеральных ворсинок, которые при работе будут разлетаться и могут повредить кожные покровы, глаза, или попасть в легкие человека.
Монтировать утеплитель «скорлупа» просто – подбирается требуемый диаметр «скорлупы» по диаметру водопровода. Так как скорлупа» состоит из двух половинок, остается зарыть участок трубы с обеих сторон, оставив 10-15 см открытой скорлупы», чтобы соединить ее внахлест со следующим цилиндром. Для повышения свойств теплоизоляции цилиндров на скорлупу» накладывается защитная полиэтиленовая пленка, металлическая или алюминиевая фольга, рубероид или мембранные утеплители. В любой современном утеплительном материале присутствуют воздушные пузырьки, которые и удерживают тепло в пространстве между трубами и утеплителем. 
Водопроводная труба, проходящая под грунтом или под полом, также в большинстве случаев утепляется стекловатой, которая обматывается вокруг трубы, а закрепляется на ней проволокой или синтетическим шнуром. Если применять стекловату для утепления в грунте, слой утеплителя следует защищать слоем гидроизоляции, чтобы под давлением грунта стекловата не начала уплотняться и разрушаться.
Также трубы подземного водопровода можно обогревать при помощи кабеля для обогрева. Метод хоть и затратный единовременно, но работает сезонно, поэтому экономия налицо. 
Включать греющий кабель можно только при понижении температуры на улице до отрицательных значений. Этот метод хорош также тем, что можно не только утеплить трубу с водой, проходящую под полом, но и не заглублять трубы в грунт так глубоко, как этого требуют строительные нормативы – достаточно рва глубиной 0,5 м. Кабель для обогрева водяной трубы прокладывается как внутри трубы, так и снаружи – эффект будет одинаково положительным. Единственное отличие в креплении – снаружи кабель можно закрепить и самостоятельно, а внутри трубы прокладку кабеля лучше доверить специалистам.
Снаружи греющий кабель можно проложить и закрепить продольно или по спирали. Существуют специальные расчеты, благодаря которым вычисляется расстояние между витками провода и общее количество витков. 
Сложность такого метода обогрева труб состоит еще и в том, что около кабеля необходимо устанавливать термодатчики для контроля температуры. Но, несмотря на сложности, такой вариант утепления считается у специалистов не только наиболее эффективным и качественным, но и самым надежным.
Изучив все доступные методы утепления и материалы для реализации этих методов, можно подобрать наиболее подходящий для своих условий эксплуатации водопровода. При эксплуатации кабеля для обогрева труб с утеплителем можно буквально в течение суток установить оптимальную температуру вокруг труб даже в самые сильные холода. Недостаток этого решения – необходимость подключения к электросети, поэтому не такой вариант не должен быть единственным – его необходимо продублировать другими способами утепления, например, обвалкой труб стекловатой. 
Как уложить и подключить греющий провод:
Таким способом обустраивается многослойная защита: электрический греющий провод, стекловата, защита грунтом.
Нарушение в режимах функционирования систем жизнеобеспечения населения называют чрезвычайной ситуацией. В зимнее время чаще всего происходит разрыв трубопроводов с горячей и холодной водой из-за её замерзания на отдельных участках. Происходит это по причине нарушения технологии теплоизоляции трубы или разрушения утеплителя. Чтобы это не происходило в вашем доме, надо знать, как и чем утеплить водопроводную трубу на улице, используя последние разработки в этой области.
Основной теплоизолирующий материал на заре обустройства инженерных сетей населённых пунктов - земля. Дополнительное утепление труб применялось только при открытой прокладке. Впоследствии оказалось, что такое утепление не оправдывает ожиданий. При намокании земли более чем 5 раз меняется её удельный коэффициент теплопроводности, с 0,2 до 1,1 единицы.
Глубина промерзания грунта
Помимо этого прокладка трубопроводов в грунте без утеплителя имеет ещё ряд недостатков:
При прокладке труб под землёй для повышения уровня теплоизоляции необходимо проводить послойное уплотнение укладываемого грунта. В некоторых случаях укладка труб на большой глубине просто невозможна или экономически нецелесообразна. Надеется на то, что выпадет много снега и вовремя, а морозы не превысят климатической нормы при наличии утеплительных материалов, верх беспечности. Необходимо проводить термоизоляцию с целью увеличения срока службы трубопроводов и сокращения расхода энергоресурсов.
Для утепления водопроводных труб на улице используют следующие материалы:
Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, как при обустройстве утепления, так и при эксплуатации.
Теплоизоляция из стекловаты была очень популярна, но появление новых утеплителей постепенно вытесняют её с рынка. Лёгкость её использования и низкая цена не могут перевесить её недостатков:
При укладке необходима максимальная защита кожи и органов дыхания от контакта с материалом. Требуется устройство защитного кожуха в целях предупреждения уменьшения изоляционного слоя под весом земли. Он же потребуется и при утеплении трубы, проложенной открытым способом с целью предупреждения разрушения утеплителя под воздействием воды и ветра, а также обеспечения необходимой безопасности людей.
Перед тем как утеплить трубу на улице (если труба из металла), необходимо произвести её покраску.
При укладке в траншею трубу оборачивают материалом, проводя предварительное закрепление его хомутами. Затем оборачивают слоем гидроизоляции, проводя её закрепление витками вязальной проволоки, хомутами. Используют для этого толь, рубероид, металлизированную фольгу, стекловолокно.
Обеспечивают защиту утеплителя от сжатия путем:
Для отделения теплоизоляции от почвенных вод рекомендуется предусмотреть обустройство гидроизоляционного слоя из песка и щебня.
Стремление снизить стоимость возводимого жилья потребовало утеплять трубопровод материалами, имеющими:
Материал производится из натурального базальтового камня, обладает высоким уровнем пожарной, экологической и биологической безопасности. Между волокнами содержится большое количество воздуха, обеспечивающего изоляцию.
Утеплители из базальтового волокна для труб на улице выпускают в виде полуцилиндров и цилиндров. Первые используются при проведении работ на действующих водопроводах, вторые – на вновь возводимых участках. Для улучшения устойчивости к внешним воздействиям изделия покрывают тонким слоем алюминиевой фольги. Для надёжного герметичного соединение соседних кусков утеплителя технологически предусмотрено устройство замкового соединения.
Кроме того он:
Отрицательно на качестве теплоизоляции сказывается высокая степень водопоглощения, которая снижается путем пропитки материала гидрофобными составами. После высыхания качество утепления восстанавливается. Рекомендуется использование при утеплении наружного водопровода на улице с использованием гидроизоляции.
Вспененный и экструдированный пенополистирол считают почти идеальным утеплителем металлопластиковых и пластиковых труб. Материал, изготовленный из вспененного полистирола, содержит в своём объёме большое количество газа в замкнутых объёмах. Обладает высокой степенью пожарной опасности, низкой химической и биологической активностью. Экологически безопасен.
Выпускается в виде полуцилиндров, обеспечивающих удобство установки непрофессиональными монтажниками. Он обладает:
Основным недостатком является низкая устойчивость к воздействию прямого солнечного света. Рекомендуется использование при скрытой прокладке труб в слое грунта. Дополнительная гидроизоляция не требуется. Закрепление производится при помощи строительного скотча, хомутов, проволоки. Заполнение пазов осуществляется монтажной пеной с последующей покраской.
Изоляция в - один из самых удобных вариантов для защиты труб.
Утепление труб с использованием вспененного синтетического каучука является наиболее эффективным методом теплосбережения на инженерных сетях. Он не разлагается со временем, после растяжения восстанавливает свою форму, не требует дополнительной фиксации при монтаже.
Термоизолятор представляет собой гибкий шланг серого или черного цвета с продольным разрезом и нанесённым на него клеевым составом. Налажено производство в виде полых полуцилиндров с дополнительной защитой из алюминия.
Обладает рядом неоспоримых преимуществ. Коэффициент удельной теплопроводности, понижающийся при низких температурах, позволяет увеличить теплосберегающую способность. Низкое водопоглощение и нулевая паропроницаемость защищает трубы от коррозии. Долгий срок службы, удобство монтажа, многократное использование, высокая механическая плотность, устойчивость к разрыву и солнечному свету выделяют утеплитель для труб из каучука из ряда себе подобных. Водопроводная колонка, утеплённая синтетическим каучуком, не замёрзнет в самый лютый мороз.
Его использование не требует проведение дополнительных мероприятий перед тем, как утеплять водопроводную трубу на улице. Достаточно снять защитную плёнку с клеевого слоя, обернуть трубу утеплителем, прижать на короткое время края для склеивания.
При соблюдении технологии монтажа, знании условий эксплуатации утеплителей позволят произвести правильный выбор материала для водопровода, обеспечивающего утепляющий эффект в течение длительного времени.
Надёжное водоснабжение – залог комфортного проживания!
Еще один альтернативный способ утепления смотрите на видео:
В процессе строительства собственного дома приходится не раз сталкиваться с необходимостью прокладки подземных инженерных коммуникаций. Это относится к водопроводу, бытовой или ливневой канализации, иногда приходится прокладывать между двумя постройками и тепловую магистраль. Но мало правильно проложить сами трубы, соблюдая, при необходимости, их требуемый уклон – очень важно защитить их от воздействия низких температур, исключив вероятность замерзания в холодное время года.
Утеплитель для труб в земле особенно важен в регионах с суровыми зимами, где почва промерзает на значительную глубину.
Наверняка , могут послышаться возражения – зачем, мол утеплять канализационные стоки, которым заведомо придан соответствующий уклон, и застоя воды здесь не может быть по определению? А, между тем , термоизоляция канализации – это очень ответственное дело. Существуют как минимум две причины, которые могут вызвать скопление воды в них — это не вовремя откачанный септик или засор труб. И в том, и в другом случае в неизолированной трубе замерзание жидкости приведет к образованию ледяной пробки и в дальнейшем – к разрыву стенок. А вот провести быстрый ремонт или замену повреждённого участка в условиях замёрзшего грунта – чрезвычайно сложная и масштабная проблема.
Теплоизоляционных материалов, предназначенных для утепления подземных участков труб – достаточно много. Они отличаются по материалу изготовления, по сроку эксплуатации, по толщине, качеству и, конечно же, по стоимости.
Теплоизоляторы для труб, проходящих на определенной глубине в грунт, должны соответствовать определенным требованиям, к которым можно отнести:
По сути, термоизоляция в рассматриваемых условиях может выполнять две основных задачи:
— Если по трубе идет перекачка теплоносителя (система отопления) или горячей воды (система ГВС ), то на первый план выходит минимизация теплопотерь.
— Для труб холодного водоснабжения или канализации основная цель утепления – зашита от воздействия отрицательных температур, то есть от промерзания.
В таблице представлены теплопотери труб разного диаметра, в зависимости от толщины теплоизоляционного слоя (со средним коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/м× ° С ) и разницы между температурами перекачиваемой жидкости и окружающей среды (Δt°):
| Толщина теплоизоляции, мм | Δт,оС | Диаметр трубы в мм | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | ||
| Расчетные тепловые потери на 1 погонный трубопровода, Вт. | |||||||||||
| 10 | 20 | 7.2 | 8.4 | 10 | 12 | 13.4 | 16.2 | 19 | 23 | 29 | 41 |
| 30 | 10.7 | 12.6 | 15 | 18 | 20.2 | 24.4 | 29 | 34 | 43 | 61 | |
| 40 | 14.3 | 16.8 | 20 | 24 | 26.8 | 32.5 | 38 | 45 | 57 | 81 | |
| 60 | 21.5 | 25.2 | 30 | 36 | 40.2 | 48.7 | 58 | 68 | 86 | 122 | |
| 20 | 20 | 4.6 | 5.3 | 6.1 | 7.2 | 7.9 | 9.4 | 11 | 13 | 16 | 22 |
| 30 | 6.8 | 7.9 | 9.1 | 10.8 | 11.9 | 14.2 | 16 | 19 | 24 | 33 | |
| 40 | 9.1 | 10.6 | 12.2 | 14.4 | 15.8 | 18.8 | 22 | 25 | 32 | 44 | |
| 60 | 13.6 | 15.7 | 18.2 | 21.6 | 23.9 | 28.2 | 33 | 38 | 48 | 67 | |
| 30 | 20 | 3.6 | 4.1 | 4.7 | 5.5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 11 | 16 |
| 30 | 5.4 | 6.1 | 7.1 | 8.2 | 9 | 10.6 | 12 | 14 | 17 | 24 | |
| 40 | 7.3 | 8.3 | 9.5 | 10.9 | 12 | 14 | 16 | 19 | 23 | 31 | |
| 60 | 10.9 | 12.4 | 14.2 | 16.4 | 18 | 21 | 24 | 28 | 34 | 47 | |
| 40 | 20 | 3.1 | 3.5 | 4 | 4.6 | 4.9 | 5.8 | 7 | 8 | 9 | 12 |
| 30 | 4.7 | 5.3 | 6 | 6.8 | 7.4 | 8.6 | 10 | 11 | 14 | 19 | |
| 40 | 6.2 | 7.1 | 7.9 | 9.1 | 10 | 11.5 | 13 | 15 | 18 | 25 | |
| 60 | 9.4 | 10.6 | 12 | 13.7 | 14.9 | 17.3 | 20 | 22 | 27 | 37 | |
Очевидно, что с возрастанием толщины утепления уровень теплопотерь снижается, но даже при толщине в 40 мм достичь полной изоляции невозможно. В случае с холодным водоснабжением или канализацией иногда приходится прибегать к дополнительным мерам – установке электрического подогрева.
О требуемой толщине утепления для различных типов трубопроводов будет рассказано ниже.
Выполнение всех требований к утеплительному материалу позволит избежать существенных теплопотерь, даст возможность не беспокоиться о целостности труб и вероятности образования в них ледяных пробок.
На современном рынке стройматериалов представлен достаточно широкий ассортимент утеплителей для труб. Наиболее распространенные материалы их изготовления — вспененный полиэтилен, пенополиуретан, пенополистирол, некоторые виды минеральной ваты.
Для утепления труб используется материал в виде лент, рулонов, матов, или же изготовленный с приданием специальной формы – цилиндров, полуцилиндров, сегментов и т.п . Безусловно, профильные утеплители наиболее удобны в монтаже, так как их можно надеть на трубу, установленную в любом положении.
Вспененный полиэтилен имеет очень высокие технические характеристики для утепления труб. И это — при вполне доступной цене.
Утеплитель из этого вспененного полиэтилена производится разной толщины, в виде цилиндров (гильз) длиной 2000 мм. Он легко режется и хорошо держится на поверхности труб из разного материала.
Цены на утеплитель из вспененного полиэтилена
утеплитель из вспененного полиэтилена
Сопоставив характеристики материала их с предъявляемыми к утеплителю требованиями, можно сделать вывод, что этот вспененные полиэтилен как нельзя лучше подходит для термоизоляции трубопроводов.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какую степень утепления обеспечивает для
Еще одним материалом, который активно применяется для утепления труб, является «Пенофол ». Это — тот же вспененный полиэтилен, но имеющий фольгированное покрытие, которое обладает отражающим свойством и усиливает теплоизоляционные качества полиэтилена.
«Пенофол » для утепления трубопроводов производят также в гильзах, но некоторые мастера предпочитают использовать материал, изготавливаемый в рулонах. Первый вариант надевается на трубу и закрепляется специальным скотчем. Второй нарезается на ленты и внахлест наматывается на смонтированные трубы.
Труба, утепленная лентами «пенофола»
Цены на пенофол
Удобство ленточного утепления заключается в том, что так можно термоизолировать трубопровод, имеющий множество изгибов или поворотов. Благодаря эластичности материала, он примет нужную форму и обеспечит достаточную для теплоизоляции герметичность.
Если применяются цилиндры (гильзы) при утеплении уже смонтированного трубопровода, то на них по всей длине делается разрез, через который они и надеваются на трубы. Затем этот разрез скрепляется водостойкой клейкой лентой. Очень часто такой разрез уже предусмотрен производителем.
Утеплитель для труб, изготовленный из пенополистирола, по-другому называют «скорлупой», так как он действительно напоминает яичную скорлупу. Такой материал имеет свои достоинства и недостатки, и стоит рассмотреть его характеристики подробнее, прежде чем остановить на нем свой выбор.
Пенопластовый утеплитель для труб состоит из двух полуцилиндров (для труб большого диаметра иногда и трех сегментов), соединяющихся между собой боковыми замками «паз-шип», которые позволяют полностью изолировать трубопровод от влияния окружающей среды с сохранением внутри «скорлупы» положительной температуры. Благодаря форме изготовления утеплителя из пенополистирола, его легко монтировать на уже проведенные магистрали.
Производится такой утеплитель в виде разъемных труб длиной в один или два метра. Толщина стенок и диаметры, внешний и внутренний, могут быть разными.
Для изготовления трубных утеплителей типа «скорлупа», используют пенопласт ПСБ-С÷15, ПСБ-С÷25 и ПСБ-С÷35. Основные характеристики – приведены в таблице:
| Наименование параметров | ПСБ-С-15У | ПСБ-С-15 | ПСБ-С-25 | ПСБ-С-35 | ПСБ-С-50 |
|---|---|---|---|---|---|
| Плотность кг/м³ | до 10 | до 15 | 15,1÷25 | 25,1÷35 | 35,1÷50 |
| Прочность на сжатие при 10% линейной деформации МПа, не менее | 0.05 | 0.06 | 0.08 | 0.16 | 0.2 |
| 0.08 | 0.12 | 0.17 | 0.36 | 0.35 | |
| Теплопроводность в сухом состоянии при 25°С, Вт /(м×°К) | 0.043 | 0.042 | 0.039 | 0.037 | 0.036 |
| Водопоглощение за 24 часа, % по объему, не более. | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Влажность, % не более | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 |
| Предел прочности при изгибе, не менее | до 10 | до 15 | 15,1÷25 | 25,1÷35 | 35,1÷50 |
К положительным качествам пенополистирольного утеплителя для труб можно отнести следующие его качества:
К недостаткам такого утеплителя можно отнести:
Выполнив в се рекомендации по монтажу, аккуратно надев утеплительную скорлупу на трубы и защитив ее сверху слоем гидроизоляции, можно создать герметичное утепление, которое сохранит т рубопровод не только от промерзания, но и от почвенной влажности.
В настоящее время готовые варианты канализационных и водопроводных труб уже заключенных в слой термоизоляции из пенополиуретана, которая сверху защищена металлической или пластиковой оболочкой. Например, для магистралей, проходящих над грунтом, используются трубы в металлической оцинкованной оболочке, а для трубопроводов, прокладываемых под землей , отлично подходит вариант с покрытием из полиэтилена, так как этот материал имеет высокую степень влагостойкости.
Такие готовые утепленные трубы стремительно вытесняют широко используемую ранее термоизоляцию из минеральной ваты. Для сравнения стоит обратиться к таблице, представленной ниже.
Цены на утеплитель из пенополиуретана
утеплитель полиуретан
Сравнительные характеристики пенополиуретана и минеральной ваты, применяемых для утепления труб:
| Параметры материала | Единица измерения | ППУ | Минвата |
|---|---|---|---|
| Коэффициент теплопроводности | Вт/ м×°С | 0.033 | 0.049 |
| Плотность | кг/м³ | 60÷80 | 55÷150 |
| Прочность при сжатии | МПа | 0.3 | Не нормируется, сопротивление нагрузкам минимальное |
| Водопоглощение, не более | % | 10 | Не нормируется, сопротивление увлажнению минимальное, постоянная влажность, закладываемая в расчет 4% |
| Эффективный срок службы, не более | лет | 40 | 10 |
| Эксплуатационные расходы (удельная повреждаемость) | повреждений в год на 100 км трубопровода | 3÷4 | 30÷40 |
Подобные утепленные пенополиуретаном трубы с внешней полиэтиленовой оболочкой в соответствии с ГОСТ 30732÷200, производятся диаметром от 57 мм и выше. Предусмотрены следующие формы выпуска:
| Наружный диаметр стальных труб, d, мм | Тип 1 | Тип 2 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Толщина слоя ППУ, мм | Наружный диаметр полиэтиленовой оболочки, D, мм | Толщина слоя ППУ, мм | ||||
| номинальный | предельное отклонение (+) | номинальный | предельное отклонение (+) | |||
| 57 | 125 | 3.7 | 31.5 | 140 | 4.1 | 38.5 |
| 76 | 140 | 4.1 | 29 | 160 | 4.7 | 39 |
| 89 | 160 | 4.7 | 32.5 | 180 | 5.4 | 42.5 |
| 108 | 180 | 5.4 | 33 | 200 | 5.9 | 43 |
| 133 | 225 | 6.6 | 42.5 | 250 | 7.4 | 54.5 |
| 159 | 250 | 7.4 | 41.5 | 280 | 8.3 | 55.5 |
| 219 | 315 | 9.8 | 42 | 355 | 10.4 | 62 |
| 273 | 400 | 11.7 | 57 | 450 | 13.2 | 81.5 |
| 325 | 450 | 13.2 | 55.5 | 500 | 14.6 | 79.5 |
| 426 | 560 | 16.3 | 58.2 | 630 | 16.3 | 92.5 |
| 530 | 710 | 20.4 | 78.9 | - | - | - |
| 630 | 800 | 23.4 | 72.5 | - | - | - |
| 720 | 900 | 26.3 | 76 | - | - | - |
| 820 | 1000 | 29.2 | 72.4 | 1100 | 32.1 | 122.5 |
| 920 | 1100 | 32.1 | 74.4 | 1200 | 35.1 | 120.5 |
| 1020 | 1200 | 35.1 | 70.4 | - | - | - |
1 и 2 тип труб подразумевает изделия с обычной или с усиленной изоляцией. Преимущество труб, сразу укомплектованных утеплителем и защитной оболочкой перед любыми другими вариантами в том, что теплоизолятор полностью герметизирует тело трубы. На концах труб оставлены неутепленные участки для их соединения в цельную магистраль с помощью сварных соединений с глубоким проплавлением шва.
Внешний вид и качество защитного полиэтиленовой оболочки тоже имею свою регламентацию по тому же ГОСТу:
| Параметры | Характеристики |
|---|---|
| Качество поверхности | Трубы-оболочки должны иметь гладкую наружную поверхность. Допускаются незначительные продольные полосы и волнистость, не выводящие толщину стенки трубы за пределы допускаемых отклонений. Внутренняя поверхность труб должна иметь шероховатость. На наружной, внутренней и торцевой поверхности труб не допускаются пузыри, трещины, раковины, посторонние включения. Цвет труб - черный. |
| Относительное удлинение при разрыве, %, не менее | 350 |
| Изменение длины труб-оболочек после прогрева при 110 °С, %, не более | 3 |
| Стойкость при температуре 80 °С и постоянном внутреннем давлении, часов, не менее | 1000 (при начальном напряжении в стенке трубы 3,2 МПа) |
Монтаж таких труб, как говорилось выше, осуществляется с помощью сварочных работ. Шов обязательно проверяется по специальной методике. Затем участки трубопровода, не имеющие утепления в местах их соединения, после монтажа магистрали закрывают термоусадочной муфтой, которая заполняется монтажной пеной. Тем самым обеспечивается полная герметичность утеплительного материала и внешней оболочки.
К преимуществам использования пенополиуретана в качестве утеплителя относят следующие его качества:
Однако, следует отметить, что готовые теплоизолированные трубы имеют достаточно высокую цену, поэтому часто вместо них используют утепление с помощью напыления ППУ на смонтированный трубопровод. Но в этом случае теплоизолятор будет лишен наружной защиты в виде внешней оболочки.
Самым доступным по цене теплоизоляционным материалом остается минеральная вата, которая подразделяется в зависимости от материала изготовления на три вида - это стекловата, базальтовая и шлаковата.
Для утепления труб, проходящих в земле, в силу своих характеристик подходят только два варианта — стекловата и базальтовая. Шлаковата обильно впитывает влагу, а значит , быстро теряет свои теплоизоляционные свойства. Кроме этого, она имеет высокую остаточную кислотность, которая способствуют активизации коррозийных процессов, и для утепления металлических конструкций абсолютно не пригодна . Поэтому этот вариант сл едует сразу же отклонить и рассмотреть технические характеристики двух других материалов, тем более, что они давно с успехом применяются для изоляции теплотрасс.
Стеклянная и базальтовая ваты имеют ряд одинаковых положительных качеств, которые отвечают почти всех требованиям утеплителя для трубопроводов. Сюда можно отнести следующие параметры:
Отрицательным качеством минеральной ваты можно назвать ее гигроскопичность — она достаточно хорошо впитывает влагу (базальтовая вата этому недостатку подвержена в меньшей степени). Поэтому, если материал используется для теплоизоляции трубопровода, проходящего в грунте, необходимо предусмотреть для него надежную гидроизоляцию. Она может состоять из рубероида, алюминиевой фольги или плотного полиэтилена, который наматывается на утеплитель внахлест на 400 ÷ 500 мм и перехватывается сверху металлической нержавеющей проволокой или лентой.
Утепление труб минеральной ватой — требуется обязательная внешняя гидроизоляция
Несмотря на доступную цену самого утеплителя, необходимость дополнительного использования гидроизоляционного материала усложняет монтаж и повышает общую стоимость работ.
Кстати, минеральная вата для утепления труб выпускается на только в матах, полотнах или плитах. В продаже можно найти и минераловатные разборные цилиндры, которые отлично подойдут для прямых участков трубопровода.
Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать
Итак, были рассмотрены основные утеплительные материалы, которые используются для термоизоляции трубопроводов. Для облечения восприятия информации и проведения сравнения при выборе, основные характеристики утеплителей сведены в единую таблицу:
| Материал, изделие | Средняя плотность в конструкции, кг/м3 | Теплопроводность теплоизоляционного материала (Вт/(м×°С)) для поверхностей с температурой (°С) | Диапазон рабочих температур, °С | Группа горючести | |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 и выше | 19 и ниже | ||||
| Плиты минераловатные прошивные | 120 | 0.045 | 0,044-0,035 | От - 180 до + 450 для матов, на ткани, сетке, холсте из стекловолокна; до + 700 - на металлической сетке | Негорючие |
| 150 | 0.049 | 0,048-0,037 | |||
| Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем | 65 | 0.04 | 0,039-0,03 | От - 60 до + 400 | Негорючие |
| 95 | 0.043 | 0,042-0,031 | |||
| 120 | 0.044 | 0,043-0,032 | От минус - 180 до + 400 | ||
| 180 | 0,052 | 0,051-0,038 | |||
| Теплоизоляционные изделия из вспененного этиленполипропиленового каучука «Аэрофлекс» | 60 | 0,034 | 0.033 | От - 57 до + 125 | Слабогорючие |
| Полуцилиндры и цилиндры минераловатные | 50 | 0,04 | 0,039-0,029 | От - 180 до + 400 | Негорючие |
| 80 | 0,044 | 0,043-0,032 | |||
| 100 | 0,049 | 0,048-0,036 | |||
| 150 | 0,05 | 0,049-0,035 | |||
| 200 | 0,053 | 0,052-0,038 | |||
| Шнур теплоизоляционный из минеральной ваты | 200 | 0,056 | 0,055-0,04 | От - 180 до + 600 в зависимости от материала сетчатой трубки | В сетчатых трубках из металлической проволоки и нити стеклянной - негорючие, остальные слабогорючие |
| Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем | 50 | 0,04 | 0,039-0,029 | От - 60 до + 180 | Негорючие |
| 70 | 0,042 | 0,041-0,03 | |||
| Маты и вата из супертонкого стеклянного волокна без связующего | 70 | 0,033 | 0,032-0,024 | От - 180 до + 400 | Негорючие |
| Маты и вата из супертонкого базальтового волокна без связующего | 80 | 0,032 | 0,031-0,24 | От - 180 до + 600 | Негорючее |
| Песок перлитовый, вспученный, мелкий | 110 | 0,052 | 0,051-0,038 | От - 180 до + 875 | Негорючие |
| 150 | 0,055 | 0,054-0,04 | |||
| 225 | 0,058 | 0,057-0,042 | |||
| Теплоизоляционные изделия из пенополистирола | 30 | 0,033 | 0,032-0,024 | От - 180 до + 70 | Горючие |
| 50 | 0,036 | 0,035-0,026 | |||
| 100 | 0,041 | 0,04-0,03 | |||
| Теплоизоляционные изделия из пенополиуретана | 40 | 0,030 | 0,029-0,024 | От - 180 до + 130 | Горючие |
| 50 | 0,032 | 0,031-0,025 | |||
| 70 | 0,037 | 0,036-0,027 | |||
| Теплоизоляционные изделия из пенополиэтилена | 50 | 0,035 | 0.033 | От - 70 до + 70 | Горючие |
В статье до сих пор не дан ответ на ключевой вопрос – а какой же толщины следует применять утеплитель? Однозначно ответить невозможно, так как этот параметр зависит от большого числа исходных данных. Существуют установленные СНиП теплотехнические формулы расчета , но они – достаточно громоздки, и разобраться в них по силам только специалистам.
Но можно воспользоваться и рассчитанными табличными показателями. Подобные таблицы размещены в «Своде правил по проектированию и строительству тепловой изоляции оборудования и трубопроводов», утвержденном Госстроем РФ. Найти их несложно – любой интернет-поисковик по запросу «СП 41— 103-2000» приведет к этому документу.
Разместить эти таблицы в рамках данной публикации – просто невозможно, так как их очень много — они составлены для различных типов утеплителя, для трубопроводов различного предназначения, типа прокладки, температур перекачиваемой жидкости и т.п . Но в этом м ногообразии наверняка найдется ответ и для конкретной трубы, укладываемой в грунте.
Казалось бы, все, однако, есть еще один важный момент. Он касается утеплителей, которые со временем дают усадку, уплотняются, что сопровождается снижением эффективности термоизоляции. Речь идет о минеральной вате.
Того табличного значения, которое определено по СП 41— 103-2000, со временем может стать недостаточно – материал уплотнится и качество теплоизоляции существенно снизится. Кстати, это весьма распространенная ошибка, которая может привести к серьезным последствиям. Значит, необходимо предусмотреть резерв толщины утеплителя, которые компенсирует его усадку.
Для определения этого параметра используют следующую формулу:
Н = h × Kc × ((D + h ) / (D + 2 h ) )
Н – требуемая толщина утеплителя с учетом будущей усадки (уплотнения);
h – табличное значение требуемой толщины утеплителя;
D – внешний диаметр утепляемой трубы;
Кс – коэффициент уплотнения термоизоляционного материала. Это – рассчитанная для каждого типа утеплителя константа, которую можно взять из предлагаемой таблицы:
| Теплоизоляционные материалы и изделия | Коэффициент уплотнения Kc. |
|---|---|
| Маты минераловатные прошивные | 1.2 |
| Маты теплоизоляционные «ТЕХМАТ» | 1,35-1,2 |
| Маты и холсты из супертонкого базальтового волокна при укладке на трубопроводы и оборудование условным проходом, мм: | |
| - Ду | 3 |
| 1,5 | |
| - Ду ≥ 800 при средней плотности 23 кг/м³ | 2 |
| - то же, при средней плотности 50-60 кг/м³ | 1,5 |
| Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марки: | |
| - М-45, 35, 25 | 1.6 |
| - М-15 | 2.6 |
| Маты из стеклянного шпательного волокна «URSA» марки: | |
| - М-11: | |
| а) для труб с Ду до 40 мм | 4,0 |
| б) для труб с Ду от 50 мм и выше | 3,6 |
| - М-15, М-17 | 2.6 |
| - М-25: | |
| а) для труб с Ду до 100 мм | 1,8 |
| б) для труб с Ду от 100 до 250 мм | 1,6 |
| в) для труб с Ду свыше 250 мм | 1,5 |
| Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки: | |
| - 35, 50 | 1.5 |
| - 75 | 1.2 |
| - 100 | 1.1 |
| - 125 | 1.05 |
| Плиты из стеклянного штапельного волокна марки: | |
| - П-30 | 1.1 |
| - П-15, П-17 и П-20 | 1.2 |
| Песок перлитовый вспученный мелкий марок 75, 100, 150 | 1.5 |
Чтобы не заставлять читателя проводить самостоятельные расчеты , предлагаем воспользоваться возможностями встроенного калькулятора.
Для подавляющего большинства регионов нашей страны характерны весьма суровые зимы. Морозами в минус 20 градусов и ниже – никого не удивишь. И даже в южных областях, с мягким климатом, погода иногда преподносит «сюрпризы», когда столбик термометра опускается ниже нуля на довольно продолжительное время. То есть практически в любой точке при ведении частного строительства приходится задумываться о том, как защитить от замерзания.
Замерзшая вода в трубах – это не только и даже не столько временная утрата одного из коммунальных «удобств». Чаще всего такие неприятности влекут буквально катастрофические последствия - заканчиваются разрывом стенок труб, полным выходом из строя всей домашней системы , необходимостью проведения масштабных ремонтно-восстановительных работ. И надеяться на какую-то иллюзорную удачу, мол, со мной такого не случится – крайне недальновидно. Без качественного утепления системы не обойтись в любом случае.
Давайте посмотрим, какая может применяться теплоизоляция для труб водоснабжения, разберёмся с разновидностями материалов, с их достоинствами и недостатками. И с главным вопросом – какой же должна быть толщина этого утеплительного слоя.
Неважно, получает ли частный дом раздачу воды из центрального коллектора (а такое тоже часто бывает), или будет использоваться автономный источник (колодец или скважина), все равно предполагается участок прокладки трубы, где вероятны отрицательные внешние температуры. Исключением можно считать только те редкие случаи, когда скважина пробурена непосредственно в подвальном помещении дома. Да и то – на пути к точкам потребления могут и там встретиться участки прохождения водопровода через неотапливаемое цокольное или подвальное помещение. А ведь для того, чтобы вывести водопровод из строя, достаточно совсем короткого неутепленного отрезка.
Какие подходы практикуются для защиты водопроводных труб от замерзания?
Однако, такой подход не всегда в полной мере осуществим. В некоторых регионах грунт промерзает на очень значительную глубину, и выкапывание столь глубоких траншей существенно осложняет воплощение проекта. Не являются редкостью и такие участки, где особенности грунта и вовсе исключает такое расположение труб.
Во многих регионах уровень промерзания грунта достигает весьма значительных глубин. Не всегда имеется возможность выкопать столь глубокие траншеи для укладки водопроводных труб.
Кроме того, трубу, так или иначе, надо поднимать вверх для того, чтобы она зашла в дом. И она будет в любом случае проходить через «опасные» участки – верхние участки трассы, проход через фундамент, через подвальное, цокольное или даже просто неотапливаемое помещение, где может наблюдаться зимой отрицательный уровень температур.
Как строится система автономного водоснабжения в частном доме
Многое зависит от источника воды, от его расположения на участке, удалённости от жилой постройки, от климатических условий региона и особенностей конструкции самого здания. Подробнее о том, – читайте в специальной публикации нашего портала.
В продаже в наше время представлено множество разновидностей таких кабелей, а также блоков автоматического управления подогревом, которые включаю питание тогда, когда это требуется.
Как организовать подогрев водопровода?
Появление греющих кабельных систем сняло очень много проблем при организации автономных водозаборов в частных домах. Кстати, если четко следовать инструкциям производителей подобной продукции, то вполне можно смонтировать и запустить самостоятельно. Подробнее – в специальной публикации нашего портала.
Такой поход, понятно, усложняет как водопроводную систему, так и отопительную. Но зато за целостность участков с подобным обогревом уже можно не беспокоиться. Правда, только при включенном отоплении.
Подход хоть и действенный, но довольно сложный ив организации, и в повседневной эксплуатации. Кроме того, он получается и более затратным с точки зрения энергопотребления. Особой популярности такие системы не снискали.
Обо всем этом будет подробнее рассказано ниже.
К особому типу утепления иногда относят создание неподвижной воздушной прослойки между водопроводной трубой и кожухом, предотвращающим прямой контакт трубы с грунтом. В двух словах это можно обрисовать как «труба в трубе».
Но, по правде говоря, в «чистом виде» такой способ и не применяется. Полое пространство, хотя бы для того, чтобы точно позиционировать водопроводную трубу внутри внешней оболочки, все равно заполняется утеплительным материалом. Который, в принципе, и является-то утеплителем только из-за своей способности создавать слой обездвиженного воздуха. Так что в итоге получается классическая термоизоляция трубы с созданием внешнего кожуха. А он, кстати, приветствуется всегда, для защиты и утеплителя, да и самой трубы от механических воздействий, от грунтовой влаги, от повреждений, которые могут нанести привлекаемые зимой теплом живущие под землей грызуны.
На практике обычно применяется сочетание большинства из перечисленных способов защиты водопроводных труб от замерзания. То есть стараются максимально заглубить трассу от скважины или колодца, застраховать наиболее уязвимые участки дополнительным подогревом и, безусловно, предусмотреть надежную термоизоляцию, обычно – по всей длине водопроводной трубы.
Такой комплексный подход необходим и из тех соображений, что даже качественное утепление нередко не дает гарантии полной защищенности водопровода. В таблице ниже показаны объемы тепловых потерь, рассчитанные для труб различного внешнего диаметра, заключенных в слой термоизоляции разной толщины. Коэффициент теплопроводности утеплителя взят средний, свойственный большинству термоизоляционных материалов, применяемых в рассматриваемой роли – 0,04 Вт/(м×К).
Естественно, величина тепловых потерь зависит напрямую от разницы температур окружающей среды и перекачиваемой по трубе жидкости. В таблице даны несколько вариантов – от Δt = 20 ℃ до Δt = 60 ℃. Например, если температура воды из колодца (скважины) зимой составляет +2÷4 ℃, а на а труба проходит через цоколь дома, промерзший до – 15 ℃, то как раз разницу температур можно считать в 20 градусов.
| Толщина слоя утепления | Разница температур (Δt, °С) | Внешний диаметр трубопровода (мм) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | ||
| Средний показатель тепловых потерь (Вт на каждый погонный метр трубопровода) | |||||||||||
| 10 мм | 20 | 7.2 | 8.4 | 10 | 12 | 13.4 | 16.2 | 19 | 23 | 29 | 41 |
| 30 | 10.7 | 12.6 | 15 | 18 | 20.2 | 24.4 | 29 | 34 | 43 | 61 | |
| 40 | 14.3 | 16.8 | 20 | 24 | 26.8 | 32.5 | 38 | 45 | 57 | 81 | |
| 60 | 21.5 | 25.2 | 30 | 36 | 40.2 | 48.7 | 58 | 68 | 86 | 122 | |
| 20 мм | 20 | 4.6 | 5.3 | 6.1 | 7.2 | 7.9 | 9.4 | 11 | 13 | 16 | 22 |
| 30 | 6.8 | 7.9 | 9.1 | 10.8 | 11.9 | 14.2 | 16 | 19 | 24 | 33 | |
| 40 | 9.1 | 10.6 | 12.2 | 14.4 | 15.8 | 18.8 | 22 | 25 | 32 | 44 | |
| 60 | 13.6 | 15.7 | 18.2 | 21.6 | 23.9 | 28.2 | 33 | 38 | 48 | 67 | |
| 30 мм | 20 | 3.6 | 4.1 | 4.7 | 5.5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 11 | 16 |
| 30 | 5.4 | 6.1 | 7.1 | 8.2 | 9 | 10.6 | 12 | 14 | 17 | 24 | |
| 40 | 7.3 | 8.3 | 9.5 | 10.9 | 12 | 14 | 16 | 19 | 23 | 31 | |
| 60 | 10.9 | 12.4 | 14.2 | 16.4 | 18 | 21 | 24 | 28 | 34 | 47 | |
| 40 мм | 20 | 3.1 | 3.5 | 4 | 4.6 | 4.9 | 5.8 | 7 | 8 | 9 | 12 |
| 30 | 4.7 | 5.3 | 6 | 6.8 | 7.4 | 8.6 | 10 | 11 | 14 | 19 | |
| 40 | 6.2 | 7.1 | 7.9 | 9.1 | 10 | 11.5 | 13 | 15 | 18 | 25 | |
| 60 | 9.4 | 10.6 | 12 | 13.7 | 14.9 | 17.3 | 20 | 22 | 27 | 37 | |
Как видно, даже при довольно толстом слое утепления, составляющем 40 мм, труба диаметром в 32 мм во взятых выше для примера условиях будет терять практически по 5 Вт тепловой энергии на каждый погонный метр. Вроде и немного, но если в трубе не будет движения воды в течение нескольких часов – на таком участке может возникнуть ледяная пробка. А значит, эти теплопотери придется восполнять тем или иным способом.
То есть при проектировании своей системы водопровода необходимо тщательно проанализировать теоретически уязвимые участки, и усилить на них термоизоляцию (если это возможно) или предпринять шаги к обогреву этих «опасных» зон. Которые, к слову, обычно как раз и располагаются в непосредственной близости к дому или даже непосредственно в нем. Хотя, случается и такое, что обогревать приходится всю трассу от источника до дома, так как, например, каменистый грунт или высокое расположение грунтовых вод делают невозможным выкапывание траншей ниже уровня промерзания.
Но и в этом случае значение утепления труб только возрастает. Выработанное системой подогрева тепло должно не рассеваться впустую, а выполнять свое прямое предназначение. И без качественной термоизоляции достичь этого невозможно.
Итак, перейдет непосредственно к термоизоляции для водопроводных труб. И прежде всего – разберёмся, каким требованиям она в идеале должна отвечать.
Из сказанного выше уже должно быть понятно, что термоизоляция труб предназначена для выполнения двух ключевых взаимосвязанных задач:
Предохранение водопровода от падения в нем температуры ниже нулевой отметки – во избежание замерзания воды, влекущего потерю работоспособности системы и разрыва труб.
На участках с принудительным обогревом – минимизация тепловых потерь для эффективной и экономичной работы нагревательного кабеля.
Качественный утеплитель должен отвечать седлающим критериям:
Не все материалы в равной степени соответствуют этому критерию. Но это отчасти решается заключением утепленных труб в водонепроницаемую оболочку или кожух.
Теперь посмотрим, какие материалы используются для утепления водопроводных труб.
Для утепления водопроводных труб широко применяются минеральная вата различных типов, пенополистирол, пенополиуретана, пенополиэтилен. В последнее время все чаще стал применяться относительно новый утеплитель – вспененный каучук.
Это, пожалуй, самый доступный по стоимости термоизоляционный материал для подобных целей. Но и – далеко не самый удобный.
Из трех существующих типов минеральной ваты для утепления трубопроводов реально используется только два – стекловата и каменная (базальтовая). Так называемая шлаковата, изготавливаемая из отходов металлургии, слабо подходит для таких целей. Она проигрывает в термоизоляционных качествах, быстро напитывается водой, далеко не все в порядке у нее и с химическим составом, который в определённых условиях может стать катализатором активной коррозии металлических труб.
Каковы достоинства утеплителей из минеральной ваты:
Производятся из минеральной ваты и специальные изделия для термоизоляции труб — полуцилиндры («скорлупа» в просторечии) различного внутреннего и внешнего диаметра, с внешним покрытием или без него. Очень удобно для быстрого монтажа на прямых участках водопровода.
Теперь пройдемся по недостаткам этого материала:
Базальтовые типы минеральной ваты обычно проходят специальную гидрофобную обработку, и белее стойко способны переносить контакт с водой.
Но в любом случае такой утеплитель в обязательном порядке должен быть огражден от прямого контакта с влажным грунтом. Это достигается созданием поверхностного защитного слоя из алюминиевой фольги, рубероида или даже просто плотной полиэтиленовой пленки. Задача-то - не особо сложная: такое наружное покрытие попросту наматывается сверху с определенным наложением (перехлестом) витков, а затем фиксируется проволочными или иными хомутами. Но вместе с тем – такие дополнительные операции усложняют монтаж термоизоляции.
Как мы видели выше, некоторые типы минераловатных утеплителей для труб уже оснащены нанесенным внешним покрытием. Это существенно упрощает термоизоляционные работы, но и стоят такие материалы дороже.
Усадку утеплителей из минеральной ваты следует принимать во внимание при планировании термоизоляции труб. Как это учитывается – будет рассказано ниже.
Пенополистирол (или, как его часто именуют – пенопласт) очень широко применяется именно в целях термоизоляции различных участков здания. Не является исключением и водопровод.
Кстати, этот материал справедливо критикуют за целый ряд очень негативных качеств, ограничивающие его применения в жилых помещениях. Прежде всего к ним относится неблагополучие с экологической точки зрения, горючесть и чрезвычайно токсичные продукты горения. Но в плане использования для термоизоляции подземных участков водопровода эти качества совершенно неважны. Так что особых тревог использование ППР вызывать не должно.
К достоинствам пенополистирола относят:
Удобнее всего, конечно, для утепления труб использовать «скорлупу» — полуцилиндры с требуемым внутренним и внешним диаметром. Качественные изделия такого типа оснащены еще и пазо-гребневым замком, предотвращающим появление мостиков холода на границе двух половинок.
Такие полуцилиндры надеваются с двух сторон на трубу, соединяются в замках, а затем связываются ленточными или даже просто проволочными хомутами. На прямых участках трассы водопровода термоизоляция много времени не займет.
Недостатками , помимо уже перечисленных выше, можно считать следующее:
Правда, многие компании, занимающиеся производством таких «скорлуп», предлагают в своем ассортименте еще и специальные фасонные детали для поворотов, тройников и некоторых других узлов. Но, традиционно, стоимость подобной фурнитуры – значительно превосходит цену «линейных» элементов. Поэтому многие опытные мастера стараются самостоятельно вырезать из полуцилиндров требуемые детали для отводов, тройников и т.п. Или же эти участки утепляют минеральной ватой с последующим закрытием водонепроницаемым кожухом.
Используют для утепления водопровода и плиты пенополистирола. Например, укладывают их поверх трубы перед обратной засыпкой траншеи – получается эдакий экран, предотвращающий вертикальное проникновение холода в глубину.
Другой вариант – из плит пенополистирола и вовсе выстраивается короб на дне траншеи, в который укладываются трубы. После монтажа водопровода короб закрывается крышкой из такой же плиты, а затем производится обратная засыпка грунта.
При доступной стоимости плит из белого пенопласта, такой вариант утепления будет, пожалуй, наименее затратным.
Поэтому следует с осторожностью применять такой утеплитель, если грунт насыщен нефтепродуктами (что часто случается, например около стоянки автомобилей). Или же, что будет вернее, предусматривать внешнюю защиту для «скорлупы», например, из плотной полиэтиленовой пленки.
При определённой внешней схожести с пенополистиролом (точнее, с экструдированной его разновидностью) пенополиуретана значительно превосходит его практически по всем показателям.
Как правило, в «чистом виде» пенополиуретановые утеплители для труб не выпускаются. Но зато производители предлагают широкий ассортимент уже предварительно изолированных труб. На таких изделиях, готовых к укладке, труба уже защищена и слоем высококачественной ППУ-изоляции, и внешним покрытием, устойчивым и к механическим нагрузкам, и к влаге, и к химическому воздействию. Кстати, пенополиуретан и без того сам по себе — куда более устойчивый к различным агрессивным соединениям. Мало того, напыленный на наружные стенки трубы, он становится еще и отменной антикоррозионной их защитой.
Потребителям предлагается широкий ассортимент металлических труб в готовой пенополиуретановой термоизоляции. Но их диаметр обычно начинается от 57 мм и выше. Как правило, при монтаже автономной системы водопровода приходится использовать не столь большие трубы.
Поэтому некоторые известные компании наладили выпуск пластиковых или металлопластиковых труб малого диаметра, также имеющих ППУ-термоизоляцию и внешнее полимерное покрытие. Такие готовые решения чрезвычайно упрощают весь процесс монтажа водопровода, прокладываемого как в грунте, так и на открытых участках – в подвалах, цокольных этажах, неотапливаемых помещениях.
С обеих сторон этих труб из термоизоляции выступает небольшой «голый» участок, которого достаточно для соединения сваркой или фитингом. После этого на этот соединительный узел надвигается предварительно надетая на трубу термоусадочная муфта. Остается заполнить полость муфты монтажной пеной (которая сама по себе также является пенополиуретаном), чтобы после застывания пены получилось идеально изолированное герметичное соединение.
Как видно на рисунке выше, покупателям предлагаются и готовые детали для монтажа отдельных участков водопровода – отводы с разными углами поворота, тройники, переходы и т.п. То есть монтаж системы превращается в своеобразную «сборку конструктора».
Кстати, несмотря на то, что пенополиуретан нельзя назвать слишком уж пластичным материалом, некоторые полимерные трубы в такой термоизоляции с внешним покрытием все же имеют определенную гибкость, позволяющую прокладывать и криволинейные участки без использования дополнительных отводов.
Пример тому – продукция российской компании «Группа Полимертепло», трубы «Изопрофлекс». Сама труба изготовлена из сшитого полиэтилена РЕХ-А, армированного высокопрочным волокном, имеет защитный противодиффузный слой, стой утеплителя из полужёсткого пенополиуретана, и внешне защитное покрытие из прочного полиэтилена.
Такие трубы реализуются в бухтах, что уже само по себе говорит об их гибкости. Задача по монтажу становится еще проще – если нет резких поворотов, то один рукав, уже заранее изолированный и защищенный снаружи, можно уложить от водозабора до самого входа в дом, не делая ни одного лишнего стыка.
Еще один материал, широко применяемый для утепления трубопроводов. По своей закрытой ячеистой структуре, наполненной воздухом, он весьма схож с пенополиуретаном. Довольно блики и их показатели теплопроводности – оба являются отменными термоизоляторами. Но в отличие от ППУ, вспененный полиэтилен обладает еще и высокой гибкостью и пластичностью. Не в ущерб прочностным качествам.
Материал очень легкий – обычно его плотность не превышает 30÷35 кг/м³, то есть, никаких особых физических усилий при монтаже термоизоляции прикладывать не придется. Закрытая ячеистая структура становится непреодолимой преградой для воды, сам материал практически не поглощает влагу – не более 1,5% от объема даже при полном погружении.
Явным достоинством является и химическая инертность – сложно представить, какое из попавших в грунт соединений способно было бы вызвать деструктуризацию пенополиэтилена. Впечатляет и температурный диапазон эксплуатации – от минус 55 до плюс 85 ℃, что для водопровода – более чем достаточно.
Производятся различные формы такого утеплителя. Это могут быть просто рулоны, как правило, с одной фольгированной стороной – многие мастера предпочитают именно такой материал. Но все же большей популярностью в настоящее время пользуются готовые гильзы под труб разного диаметра и с разной толщиной утеплительного слоя, обычно длиной по 2 метра.
Монтаж таких гильз не составляет никакого труда – по всей длине на боку у них имеется шов, по которому их можно раскрыть. Утеплитель надевается на трубу, а затем этот шов практически бесследно склеивается за счет нанесенного самоклеящегося слоя.
Но, опять же, наиболее удобным решением становится использование готовых пластиковых труб, уже «одетых» в изоляцию и в наружную защитную оболочку. Такие изделия в широком ассортименте предлагает несколько ведущих производителей.
Например, компания «FLEXALEN» предлагает изделия с напорной трубой из полибутена, с многослойным утеплителем из пенополиэтилена и внешним защитным кожухом из полиэтилена низкого давления (ПНД).
Традиционно высоким спросом пользуется продукция компаний «Uponor» (может встречаться старое название — «Ecoflex») и «Watts-Microflex» . Напорная часть труб изготовлена из сшитого полиэтилена, утеплитель – несколько слоев вспененного полиэтилена, и внешняя оболочка – ПНД.
Обратите внимание – в модельном ряду всех этих компаний представлены образцы с двумя и более напорными трубами в общем слое термоизоляции и защитном кожухе. Это тоже может быть очень удобным, если, например, вода направляется в два разных места, или в системах отопления – для труб подачи и «обратки», или для уже упомянутого выше теплового спутника.
Узнайте, как утеплить водопровод с помощью греющего кабеля, из нашей новой статьи —
Завершая обзор утеплительных материалов, следует еще упомянуть и термоизоляцию из вспененного каучука. По показателю коэффициента теплопроводности этот материал выигрывает у пенополиэтилена и практически на равных соперничает с пенополиуретаном. И вместе с тем отличается отменной пластичностью и всеми другими свойствами, необходимыми для высококачественного утеплительного материала.
Традиционная форма выпуска у такого утеплителя аналогичная – в виде изоляционных гильз (цилиндров). А как проводится утепление, в том числе сложных участков водопровода – хорошо показано в предлагаемом вниманию видео:
Закончить обзор материалов было бы логичным сравнительной таблицей с основными параметрами упомянутых выше утеплителей.
| Материал, изделие | Средняя плотность в составе утеплительной консрукции, кг/м3 | Теплопроводность утеплителя (Вт/(м×К)) для поверхностей с температурой (°С) | Диапазонт рабочих температур, °С | Группа горючести | |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 и выше | 19 и ниже | ||||
| Плиты минераловатные прошивные | 120 | 0.045 | 0,044-0,035 | От -180 до +450 для матов, на ткани, сетке, холсте из стекловолокна; до 700 - на металлической сетке | Негорючие |
| 150 | 0.049 | 0,048-0,037 | |||
| Плиты термоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем | 65 | 0.04 | 0,039-0,03 | От -60 до +400 | Негорючие |
| 95 | 0.043 | 0,042-0,031 | |||
| Полуцилиндры и цилиндры минераловатные | 50 | 0,04 | 0,039-0,029 | От -180 до +400 | Негорючие |
| 80 | 0,044 | 0,043-0,032 | |||
| 100 | 0,049 | 0,048-0,036 | |||
| 150 | 0,05 | 0,049-0,035 | |||
| 200 | 0,053 | 0,052-0,038 | |||
| Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем | 50 | 0,04 | 0,039-0,029 | От -60 до +180 | Негорючие |
| 70 | 0,042 | 0,041-0,03 | |||
| Маты и вата из супертонкого стеклянного волокна без связующего | 70 | 0,033 | 0,032-0,024 | От -180 до +400 | Негорючие |
| Маты и вата из супертонкого базальтового волокна без связующего | 80 | 0,032 | 0,031-0,24 | От -180 до +600 | Негорючее |
| Термоизоляционные изделия из пенополистирола | 30 | 0,033 | 0,032-0,024 | От -180 до +70 | Горючие |
| 50 | 0,036 | 0,035-0,026 | |||
| 100 | 0,041 | 0,04-0,03 | |||
| Термоизоляционные изделия из пенополиуретана | 40 | 0,030 | 0,029-0,024 | От -180 до +130 | Горючие |
| 50 | 0,032 | 0,031-0,025 | |||
| 70 | 0,037 | 0,036-0,027 | |||
| Термоизоляционные изделия из пенополиэтилена | 50 | 0,035 | 0.033 | От -70 до +70 | Горючие |
| Термоизоляционные изделия из вспененного этиленполипропиленового каучука «Аэрофлекс» | 60 | 0,034 | 0.033 | От -57 до +125 | Слабогорючие |
Наверняка у заинтересованного читателя возникнет вопрос – а какой же должна быть толщина утеплительного слоя, чтобы гарантированно уберечь водопроводную трубу от замерзания.
Ответить на это – не так просто. Существует алгоритм расчета, учитывающий массу исходных величин, и включающий несколько сложных даже для визуального восприятия формул. Эта методика изложена в Своде Правил СП 41-103-2000. Если кто захочет отыскать этот документ и попробовать провести самостоятельный расчет – милости просим.
Но есть путь и попроще. Дело в том, что специалисты уже взяли на себя основную тяжесть расчетов – в том же документе (СП 41-103-2000), который несложно отыскать любым поисковиком, в приложении дано множество таблиц с уже готовыми значениями толщины утепления. Проблема лишь в том, что приводить эти таблицы здесь, в нашей публикации – физически невозможно. Они составлены для каждого типа утеплителя отдельно, причем – с градацией еще и по месту размещения – грунт, открытый воздух или помещение. Кроме того, учитывается тип трубопровода и температура перекачиваемой жидкости.
Но если потратить для изучения таблиц 10÷15 минут, то в них наверняка найдется и вариант, максимально приближенный к условиям, интересующим читателя.
Казалось бы – на этом все, но требуется остановиться еще на одном важном нюансе. Он касается только случаев утепления водопровода минеральной ватой.
Когда речь шла об этом термоизоляционном материале, то в череде недостатков минваты указывалась ее склонность к постепенному слёживанию, усадке. А это значит, что если изначально задать только расчетную толщину утепления, то спустя какое-то время толщины утеплительного слоя может стать и недостаточно для полноценной термоизоляции трубы.
Поэтому при выполнении утепления целесообразно заранее закладывать некоторый запас толщины. Вопрос – какой?
Вот это – легко поддаётся расчету. Существует формула, которую, думается, нет смысла здесь демонстрировать, так как на ее основе составлен предлагаемый вниманию онлайн-калькулятор.
Две исходные величины для расчета – это наружный диаметр утепляемой трубы и найденное по таблицам рекомендуемое значение толщины термоизоляции.
Остается неясным еще один параметр – так называемый «коэффициент уплотнения». Его берем из таблицы ниже, ориентируясь на выбранный термоизоляционный материал и диаметр трубы, подлежащей утеплению.
| Утеплители из минеральной ваты, диаметр утепляемой трубы | Коэффициент уплотнения Kc. |
|---|---|
| Маты минеральной ваты прошивные | 1.2 |
| Маты термоизоляционные «ТЕХМАТ» | 1,35 ÷ 1,2 |
| Маты и полотна из супертонкого базальтового волокна (в зависимости от условного диаметра трубы, мм): | |
| → Ду | 3 |
| 1,5 | |
| → Ду ≥ 800, при средней плотности 23 кг/м ³ | 2 |
| ̶ то же, при средней плотности 50-60 кг/м³ | 1,5 |
| Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем, марка: | |
| → М-45, 35, 25 | 1.6 |
| → М-15 | 2.6 |
| Маты из стеклянного шпательного волокна «URSA», марка: | |
| → М-11: | |
| ̶ для труб с Ду до 40 мм | 4,0 |
| ̶ для труб с Ду от 50 мм и выше | 3,6 |
| → М-15, М-17 | 2.6 |
| → М-25: | |
| ̶ для труб с Ду до 100 мм | 1,8 |
| ̶ для труб с Ду от 100 до 250 мм | 1,6 |
| ̶ для труб с Ду более 250 мм | 1,5 |
| Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки: | |
| → 35, 50 | 1.5 |
| → 75 | 1.2 |
| → 100 | 1.1 |
| → 125 | 1.05 |
| Плиты из стеклянного штапельного волокна марки: | |
| → П-30 | 1.1 |
| → П-15, П-17 и П-20 | 1.2 |
Вот теперь, вооружившись всеми исходными величинами, можно воспользоваться калькулятором.
