Утепление водопроводных труб в земле своими руками

Утепление водопроводных труб в земле своими руками

Подача воды в индивидуальный дом от любого источника водоснабжения всегда производится через подземный трубопровод, вероятность замерзания которого в зимнее время довольно высока. Не всегда погружение водопровода на большую глубину под землю эффективно и технически возможно, многим хозяевам земельных участков с автономным водоснабжением приходится решать задачу — как утеплить водопроводную трубу в земле.

Для подачи воды в дом никто не использует подземные металлические трубы, запрещенные для укладки под землей без гидроизоляции строительными нормативами, лидером по использованию в быту является трубопровод из полиэтилена низкого давления (ПНД) диаметром от 1 до 2 дюймов. Хотя полиэтилен обладает низкой теплопроводностью в отличие от стали и более устойчив к промерзанию благодаря своей эластичности, при закладке на небольшие глубины его следует утеплять одним из многочисленных методов, применяемых в строительной отрасли.

Зачем необходимо утепление

Существует несколько причин, по которым следует утеплять подземный водопровод, все они связаны с правилами прокладки коммуникаций и экономией финансовых средств — ее получают после осуществления утеплительных работ. Основные причины для проведения теплозащиты водопровода:

1. При прокладке подземной водопроводной линии учитывают возможность слива воды из системы, для этого трубопровод укладывают с уклоном около 20 мм на погонный метр в сторону источника. Если дом или дача расположены на большом расстоянии от скважины или колодца, из которых забирается вода, к примеру в 50 м, то при укладке трубопровода около дома на средней глубине промерзания около 1,5 м при входе в источник придется закапывать трубу на 2,5 м (0,02 х 50 = 1 м). Это экономически нецелесообразно и довольно сложно для технического исполнения.
2. Для забора воды из скважин часто используют кессонные колодцы, в которые помещают насосное оборудование и производят техническое обслуживание электронасоса. Стандартный кессонный резервуар имеет глубину погружения под землю около 2 м, при этом верхняя труба обсадной колонны по нормативам располагается выше уровня пола на 50 см. Таким образом, на выходе из кессонной камеры, являющейся неотапливаемым помещением, трубопровод размещается на нижней отметке глубины промерзания в 1,5 м, а учитывая, что при подводке к дому через подвал нужен уклон, весь участок водопровода будет находиться выше точки замерзания — соответственно его необходимо утеплять. Читайте подробнее про пластиковые кессоны.
3. Утепление труб водоснабжения в частном доме, проходящих под землей, позволяет сэкономить значительные средства, которые тратятся на подогревание холодной воды для хозяйственных нужд. Понятно, что менее охлажденная вода после протекания по утепленному водопроводу потребует меньше электроэнергии для нагрева, чем охлажденная после прохождения по нетеплоизолированной магистрали.
4. Известно, что теплоизоляция подземного водопровода от соприкосновения с грунтом не обогревает трубы, а предотвращает потери тепла, поэтому утепленные трубы для водопровода эффективно эксплуатировать и в летнее время — они препятствуют нагреву воды при неглубоком расположении магистрали.
5. Для предотвращения промерзания проводят не только утепление водопроводных труб в земле, но и на ее поверхности в местах выхода из скважины и входа в дом, если он расположен на сваях, для этого часто используют аналогичные с подземными коммуникациями методы теплоизоляции и материалы.

Методы утепления подземных водопроводов

Существует несколько способов, по которым утепляют водопроводные магистрали, многие используют в быту или только в народном хозяйстве, основные из них:

• Применение теплоизоляционных материалов. Утеплители, которыми изолируют водопровод от контакта с грунтом, широко используют во всех отраслях народного хозяйства и бытовых условиях, они занимают лидирующее положение по соотношению эффективности и материальных затрат.
• Электрообогрев. Электрический кабель, оболочка которого нагревается при прохождении переменного тока, является популярным средством для борьбы с промерзанием труб в промышленной сфере и бытовых условиях. Современные самонагревающиеся кабели работают в автоматическом режиме с минимальными энергозатратами благодаря внутреннему устройству, которое увеличивает энергопотребление при снижении температуры окружающей среды. Электрокабели влагоустойчивы и могут работать в воде, поэтому их часто прокладывают внутри водопроводных труб, а сочетание электрообогрева с наружной термоизоляцией — самый эффективный метод борьбы с промерзанием труб.

• Непрерывный поток. Движущаяся вода не замерзает, поэтому небольшое регулярное водопотребление или циркуляция по замкнутому контуру способны предотвратить промерзание трубопровода в зимнее время.
• Обогрев воздухом. Технология применяется в коммунальных службах и промышленной отрасли, для ее реализации подземный водопровод помещают в оболочку из труб большого диаметра, а в пространство между оболочками нагнетают нагретые воздушные массы.

На заметку: В бытовых условиях иногда применяют аналог данного метода без нагнетания теплого воздуха, для этого ПНД водопровод помещают в полипропиленовый ПП или поливинилхлоридный ПВХ трубопровод большего диаметра из канализационных труб — воздушная прослойка между трубными поверхностями является отличным тепловым изолятором.

• Повышение давления. Один из популярных интернет-мифов — утверждение, что можно понизить точку замерзания воды за счет повышения давления в системе. Ее действительно можно опустить на 1 °С при нагнетании водного потока в трубопровод с напором 132 атм., что невероятно для бытового водопровода с максимальным порогом по давлению около 5 атм.

Требования к утеплительным материалам

Чтобы утеплить водопроводную трубу в земле, расположенную на небольшой глубине, чаще всего используют строительные утеплители, которые обязаны соответствовать следующим критериям:

• Низкая тепловая проводимость. Это главное условие, чем больше материал препятствует теплопередаче между трубной оболочкой и грунтом, тем эффективнее его использование и соответственно экономия финансовых средств.
• Высокая химическая устойчивость. Почва содержит большое количество минералов, которые оказывает негативное воздействие на структуру помещенного в землю материала, поэтому утеплитель не должен поддаваться быстрому разложению при помещении в землю.
• Водостойкость. В грунте всегда есть влага, поэтому материал не должен пропускать воду или напитывать ее своей оболочкой — это резко снижает его теплоизоляционные свойства.
• Температурная стойкость. Теплоизоляционный материал при подземном расположении обязан выдерживать низкие температуры окружающей среды в холодное время года и высокие в летний период, а также их значительные перепады.

• Биостойкость. В земле находится большое количество органики из микробов, бактерий, плесени, материал не должен разрушаться под их воздействием, также его не должны поглощать подземные живые организмы.
• Жесткость. Опущенный под слой земли материал испытывает значительные нагрузки верхнего слоя грунта, поэтому к нему предъявляют повышенные требования по прочности и жесткости. Из-за этих качеств большое количество строительных трубных утеплителей не подходит для подземной укладки.
• Высокий эксплуатационный срок. Желательно, чтобы опущенный в землю материал приходилось менять как можно реже — это позволит сэкономить финансовые ресурсы и сберечь личное время.

Теплоизоляционные материалы для подземного водопровода и их особенности

В строительной сфере применяют разнообразные утеплители, которые выпускает в рулонах или листах, понятно, что для изоляции труб лучше подойдут оболочки, имеющие форму их поверхности. Практически все материалы, применяемое для теплоизоляции, выпускают в виде трубных оболочек, некоторые из них имеют встроенные каналы для укладки электронагревательного кабеля.

Пенопласт

Пенополистирол ППС (пенопласт) благодаря своим физическим параметрам и жесткости является наиболее приемлемым вариантом для теплоизоляции подземных трубопроводов, его отличительные качества:

• Один из самых низких коэффициентов теплопроводности со средним значением около 0,04 Вт/м·°С.
• Высокая жесткость (зависит от марки) делает материал незаменимым при использовании в среде с высокими нагрузками на оболочку, его плотность достигает 50 кг/м 3 .
• Пенопласт не пропускает и не напитывает воду, водопоглощение зависит от плотности материала и в среднем не превышает 2%.
• Низкая стоимость, благодаря которой пенопласт доступен широкому ряду потребителей.
• Срок службы пенопластовой скорлупы под землей достигает 40 лет.
• Температурный диапазон использования пенопласта лежит в пределах от -50 до +70 °С.
• Пенополистирол устойчив к химическому и биологическому воздействию подземной среды, не разлагается под влиянием плесени, бактерий, микробов и других микроорганизмов.
• Пенопластовая скорлупа обладает легким весом и легко монтируется одним человеком короткое время без дополнительной помощи.

Аналогом пенополистирола является экструдированная разновидность (Пеноплекс оранжевого цвета), обладающая более высокими прочностными характеристиками, плотностью, низким водопоглощением порядка 0,2% и теплопроводностью около 0,3 Вт/м·°С. Из экструдированного пенопласта также делают скорлупу для теплоизоляции трубопроводов, стоит она чуть дороже обычного пенопласта.

Пенополиуретан

Пенополиуретан ППУ является лидером среди всех утеплителей по коэффициенту теплопроводности, благодаря этому качеству его широко используют при изготовлении утепленных труб с цинковой или полимерной наружной оболочкой промышленным способом. На строительном рынке представлены скорлупы из пенополиуретана различного диаметра, их характерные особенности:

• Более высокая цена по сравнению с пенопластом.
• Коэффициент теплопроводности 0,025 Вт/м·°С.
• Температурный диапазон использования от -160 до +150 °С.
• Пенополиуретан обладает высокой жесткостью и прочностью, его плотность достигает 250 кг/м 3 .
• Материал устойчив к химическому и биологическому воздействию, не пропускает воду, его водопоглощение составляет 1 — 2%.

Пенополиэтилен

Оболочки и вспененного полиэтилена ППЭ (Пеноплекс, Энергофлекс) широко используют для тепловой изоляции наружных трубопроводов в индивидуальных домах, их можно применять на улице для герметизации открытых участков труб, находящихся в кессонном колодце или входящих в дом на сваях.

Благодаря низкой жесткости пенополиэтиленовые трубки сминаются при подземном использовании без жесткой оболочки и из-за уменьшения толщины значительно теряют свои теплоизолирующие качества, основные параметры пенополиэтилена:

• Теплопроводность 0,31 — 0,55 Вт/м·°С (зависит от марки, показатель ниже у изделий, изготовленных по технологии сшивания).
• Температурный диапазон -60 — +75 °С.
• Плотность от 25 до 100 кг/м 3 .
• Пенополиэтилен не пропускает и не напитывает влагу, его коэффициент водопоглощения не превышает 1%.

Минеральная вата

Утеплители из стеклянной и базальтовой ваты пользуется широкой популярностью у потребителя из-за своей ценовой доступности и экологической безвредности, допускающей их применение внутри жилых помещений. Стеклянная вата обладает невысокой жесткостью и легко сминается, материал на базальтовой основе жестче, но из-за основного недостатка — высокой впитываемости влаги, скорлупу из кварца и базальта не укладывают под землю. Как и другими мягкими материалами, минеральными ватами утепляют наружный водопровод в кессонных колодцах и точках подводки к дому.

Минеральная вата отличается следующими характеристиками:

• Коэффициент теплопроводности 0,033 — 0,05 Вт/м·°С.
• Водопоглощение около 10%.
• Температурный диапазон от -60 до +450 °С для стекловаты и -100 — +700 °С для базальта (зависит от технологии изготовления).
• Плотность 30 — 225 кг/м 3 .
• Минваты устойчивы к воздействию большинства химических веществ, негорючи и не поддерживает горение.
• Стоимость минеральных ват в 2 раза выше, чем у пенополистирола.

Теплоизоляционные краски

Данный вид теплоизолятора относят к высокотехнологичным продуктам, в состав краски на акриловой основе входят перлитные, пеностеклянные частицы, кварцевые волокна и микроскопические гранулы, содержащие внутри оболочки вакуум. Теплокраску наносят на обрабатываемую поверхность кистью или распылителем в несколько слоев толщиной до 4 мм, в основном ее применяют для обработки поверхностных трубопроводов, емкостей в народном хозяйстве, в быту использование данного продукта экономически нецелесообразно из-за высокой стоимости.

К тому же многие специалисты не уверены в правдивости предоставляемых производителем сведениях о теплопроводности краски ниже показателей воздуха (0,0012 Вт/м·°К против 0,022 — 0,025 Вт/м·°К), и указывают другие данные в самостоятельных подсчетах — 0,07 Вт/(м·°К.) — это ниже значений любого из типовых теплоизоляторов.

Напыляемые теплоизоляторы

В промышленности часто используют напыление на утепляемые поверхности жидкого полиуретана или полистирола, при этом смешиваются два компонента и состав наносится на оболочку труб пульверизатором. После распыления вещество увеличивается в объеме и обеспечивает надежную теплоизоляцию объекта без мостиков холода с высокой герметичностью.

Из-за высокой стоимости технология редко применяется в быту отдельными домовладельцами, но теоретически можно использовать данную установку для покрытия труб ПНД, если договориться с ее обладателями по цене.

Как утеплить трубы водоснабжения самому

Перед тем, как утеплить водопроводную трубу в земле, выбирают подходящий вариант с учетом финансовых расходов на закупку материалов и осуществление работ, чаще останавливаются на использовании дешевых пенопластовых скорлуп высокой плотности. Некоторые домовладельцы используют оболочку из труб канализации сечением 110 мм, помещая в них ПНД трубопровод — воздух является самым лучшим теплоизолятором.

В последнее время популярность приобретает метод нагрева наружной или внутренней оболочки труб саморегулирующимся электронагревательным кабелем, в торговой сети реализуются готовые системы с фитингами для ввода электрокабеля внутрь трубопровода. Таким образом, достигается наивысшая эффективность работ по прогреванию водопровода.

Утепление ППС скорлупой

Скорлупа из пенопласта вследствие низкой цены, доступности и подходящих физических характеристик является оптимальным вариантом для решения задачи, чем утеплить трубу подземного водопровода на улице. Монтаж скорлупы своими руками на трубопровод из ПНД не представляет особых трудностей для любого хозяина и проводится в следующей последовательности:

• На поднятый из траншеи трубопровод одевают пенопластовую оболочку, защелкивая замки и сдвигая каждый сегмент приблизительно на 1/3 по отношению к противоположному элементу. Элементы фиксируют на поверхности скотчем или пластиковыми стяжками.
• После фиксации сегментов ППС трубопровод опускают в траншею на заранее подготовленную песчаную подушку толщиной 150 — 200 мм — это предотвратит перекос теплоизоляционной оболочки с возможным изломом.
• Затем траншею засыпают поднятым на поверхность грунтом, выкладывают снятый дерн.

Утепление водопровода саморегулирующимся электрокабелем

Утепление подземного водопровода способом подогрева трубы электрическим кабелем — один из эффективных методов борьбы с промерзанием при неглубоком расположении водоподающей магистрали. Нагревательный кабель можно использовать по всей длине трубопровода или на отдельном участке, также его погружают внутрь трубной оболочки или оставляют снаружи, на поверхности трубы. На строительном рынке реализуют электрические кабели с фитингами для ввода в трубопровод, оснащенные герметизирующими резиновыми сальниками, сам провод имеет небольшую длину и обычно размещается на выходе напорной трубы из скважины. В этом месте эффективность его использования наиболее высока — нагретая вода будет поступать по всей магистрали от скважины до дома, предотвращая промерзание труб. К тому же прокладку кабеля в точке состыковки напорного трубопровода от электронасоса с водопроводной линией проще реализовать технически, чем в любом другом более труднодоступном месте, которого на протяжении всей водопроводной магистрали обычно нет.

Утепление трубы, когда водопровод находится в земле, а греть его электрокабелем нужно снаружи, проводят следующим образом:

• Располагают трубопровод ПНД на поверхности земли рядом с траншеей, очищают участок в местах прокладки электрокабеля от грязи.
• Обматывают трубную поверхность в месте контакта с электрокабелем фольгированным алюминиевым скотчем — это повышает теплопроводность оболочки в точке соприкосновения. Если провод размещают по прямой вдоль длины трубы, наклеивают одну или несколько прямых полосок фольгированного скотча, при спиральном размещении кабеля обматывают лентой полностью всю трубу.
• После укладки нагревательного провода прикручивают его тем же фольгированным скотчем к поверхности трубы по всей длине.
• Для снижения тепловых потерь обязательно используют наружную скорлупу из пенопласта ППС, пенополиуретана ППУ, которую одевают сверху разогревающего провода и фиксируют скотчем или пластиковыми стяжками.

Совет: Если провод располагается по прямой, лучше приобрести скорлупу с прорезанной канавкой на внутренней оболочке для размещения электрокабеля.

• После монтажа нагревательного участка прикручивают к трубопроводу по всей длине кабель для подачи электропитания изолентой или скотчем и опускают собранную конструкцию в траншею, после чего ее присыпают землей.

Для утепления водопроводных труб при индивидуальном водоснабжении чаще других используют недорогую скорлупу из пенопласта и самонагревающийся электрокабель, нередко оба способа совмещают. Проведение монтажных работ по размещению теплоизолирующей скорлупы и подогревающего провода не вызывает особых сложностей и не требует высокой квалификации, при знании технологии все действия в короткое время без больших трудозатрат может совершить один человек.

Теплоизоляция для труб водоснабжения: обзор утеплителей

Опубликовал(а): Евгений Афанасьев
Обновлено: 12.01.2021

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 водопроводные коммуникации 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 водопровода, 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.

Какие методы используются для защиты водопроводных труб от замерзания

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?

• Прежде всего, водопроводную магистраль по возможности следует прокладывать ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На такой глубине трассы (а она берется с запасом – уровень промерзания плюс еще 300÷500 мм) температура никогда не должна достигать отрицательных значений. То есть вероятность получить «ледяную пробку» стремится к нулю.

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.

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, как провести воду из колодца в дом – читайте в специальной публикации нашего портала.

• Те самые «проблемные участки» трассы водопровода можно искусственно подогревать, используя электрическую энергию. Для этих целей применяются специальные нагревательные кабели, которые укладываются на стенки труб под слоем термоизоляции, или даже размещаются непосредственно в полости трубы.

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 подогрев водопровода вполне можно смонтировать и запустить самостоятельно. Подробнее – в специальной публикации нашего портала.

• В цокольных, подвальных или иных помещениях дома, в которых не исключается отрицательный уровень температур, иногда практикуется прокладка «теплового спутника». Это идущая параллельно водопроводной и заключённая в общую термоизоляционную оболочку труба, являющаяся не чем иным, как одним из ответвлений общего контура отопления дома.

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.

• Одним из радикальных способов предотвращения замерзания воды в трубах является поддержание в них постоянного повышенного давления. Для этого система автономного водоснабжения дополняется специальным оборудованием, а сами трубы должны быть способны выдерживать эти повышенные нагрузки.

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.

• Наиболее распространенный метод — термоизоляция труб, то есть то, чему, по сути, посвящена настоящая публикация. Использование различных утеплителей помогает избежать промерзания водопровода, если, конечно, правильно подобран материал и толщина изоляции.

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.

Требования к термоизоляции для водопроводных труб

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:

• На первое место, безусловно, следует поставить его термоизоляционные качества. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем эффективнее сохраняется тепло, тем тоньше можно предусматривать слой термоизоляции.
• Водопровод в автономной системе преимущественно располагается в земле, то есть в условиях влажной грунтовой среды. Значит, термоизоляция должна обладать устойчивостью к влаге, лучше всего – гидрофобностью. Промокший утеплитель всегда резко теряет в своих термоизоляционных качествах. Нуждаются в защите от влаги и те участки трубопроводов, что проходят на открытом воздухе.

Не все материалы в равной степени соответствуют этому критерию. Но это отчасти решается заключением утепленных труб в водонепроницаемую оболочку или кожух.

• Грунт очень часто насыщен весьма агрессивными химическими соединениями. Значит, и сам утеплитель, и защищающий его слой должны быть инертными к подобному воздействию.
• Важным критерием является механическая прочность материала. Слой утепления в земле будет испытывать нешуточное давление грунта. На открытых участках нельзя исключать внешние механические воздействия.
• Прокладка водопровода, тем более – на заглубленных участках, делается с расчетом на многолетнюю эксплуатацию. Это говорит о необходимости выраженной долговечности утеплительного материала.
• Хорошая современная термоизоляция не должна вызывать сложностей в монтаже. Очень часто при создании системы водоснабжения применяют готовые решения – уже утепленные трубы, которые остается только смонтировать в общую магистраль, и после этого утеплить стыки.

• Безусловно, важным критерием всегда остается доступность материала – и в плане предложения магазинах, и в плане стоимости. Но здесь следует сразу заметить, что качественные современные предварительно изолированные трубы априори не могут быть дешевыми.

Теперь посмотрим, какие материалы используются для утепления водопроводных труб.

Утеплительные материалы для термоизоляции 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.

Минеральная вата

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:

• Низкий коэффициент теплопроводности.
• Одно из важных преимуществ перед многими другими утеплителями – пластичность. Минеральной ватой можно без особых проблем и без необходимости приобретения дополнительных изделий утеплять криволинейные или плоские поверхности, тройники, отводы, вентили и другую арматуру.
• Химическая инертность к большинству кислотных или щелочных соединений, которые могут встретиться в почвенной влаге.
• Многообразие форм выпуска, любая из которых, в принципе, может использоваться для утепления труб. Так, выпускается минеральная вата и в матах, в том числе прошивных, в отдельных плитах (блоках) различной толщины. Это позволяет, кстати, самостоятельно варьировать толщину создаваемого утеплительного слоя, в зависимости от исходных условий.

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.

• Минеральная вата — практически негорючий материал. Для подземных участков водопровода это качество, может быть, и не столь важное, но для открытых – будет нелишним.

Теперь пройдемся по недостаткам этого материала:

• Прежде всего надо отметить гигроскопичность многих типов минеральных ват. В большей степени это относится к стекловолоконным материалам. Они довольно активно могут впитывать влагу, теряя свои утеплительные характеристики. А при замерзании промокшей минваты происходит ее деструктуризация, сильная усадка.

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.

• Работа с минеральной ватой требует определенных мер предосторожности и использования средств защиты кожи, глаз, органов дыхания. Волокна ломкие (опять же – больше этим страдает стекловата, у базальтовых волокон упругость значительно лучше), и острые микроскопические обломки часто вызывают серьезные раздражения кожных покровов и слизистых оболочек.

• Еще один из недостатков – это склонность минеральной ваты постепенно слеживаться, терять в объеме (в толщине слоя изоляции). Причина тому – все та же ломкость волокон, которая может усилиться при неблагоприятных условиях (переувлажнение + отрицательные температуры) или при вибрационном воздействии.

Усадку утеплителей из минеральной ваты следует принимать во внимание при планировании термоизоляции труб. Как это учитывается – будет рассказано ниже.

Утеплители из пенополистирола (ППР)

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:

• Отличные термоизоляционные показатели.
• Невысокая плотность – материал легкий, очень прост в обработке и монтаже.
• Качественный ППР не боится воздействия влаги – она практически не проникает в его структуру.
• Стоимость изделий из ППР невысока – затраты на утепления будут небольшими.
• Материал долговечен, если будет защищён от внешних механических повреждений и от контакта с органическими растворителями.

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:

• Материал достаточно хрупкий, и «скорлупу» несложно сломать при неаккуратном обращении.
• Полное отсутствие какой бы то ни было пластичности. То есть даже на небольшом изгибе трассы придется этот участок изолировать отдельно, а потом вновь переходить на полуцилиндры.

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.

• Пенополистирол нельзя отнести к химически стойким полимерам. Даже обычные ГСМ способны вызвать его деструктуризацию.

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.

Пенополиуретановые утеплители для труб

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.

Утеплитель из вспененного полиэтилена

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 — «Самогреющий кабель для водопровода».

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:

Видео: Термоизоляция водопроводных труб гильзами вспененного каучука «Kaiflex»

Закончить обзор материалов было бы логичным сравнительной таблицей с основными параметрами упомянутых выше утеплителей.

Сравнительная таблица ключевых параметров популярных утеплителей для труб

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

Какая толщина утепления необходима?

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.

Интересная особенность. При расчетах иногда может получиться и так, что конечный результат – меньше табличной толщины утепления. В этих случаях ничего менять не потребуется – за истину принимается та величина, которая найдена по таблицам Свода Правил.

Источник http://okanalizacii.ru/santeh_vodoprov/vneshnij/uteplenie-vodoprovodnyh-trub-v-zemle.html

Источник https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/vodoprovod-i-kanalizaciya/teploizolyaciya-dlya-trub-vodosnabzheniya.html