Утепление труб водоснабжения: 4 способа изоляции трубопроводов в земле

• Утепление водопроводных труб в земле
• Виды теплоизоляции для трубопроводов
• Минеральные ваты
• Пенопласт и пенополистирол
• Пенополиуретан
• Керамзит и другие виды насыпного утепления

В частном доме или на даче наружный участок водопровода часто размещают под землей. И решение это обосновано. При таком способе расположения водяная система или канализация не занимает место, а трубам не страшны механические повреждения. Главное при этом — обеспечить трубопроводу надежную теплоизоляцию, чтобы защитить конструкцию от воздействия низких температур и исключить перебои в подаче воды зимой. Решить эту задачу можно одним из существующих для системы водоснабжения на улице способов.

Утепление водопроводных труб в земле

Изоляция водопроводных труб в земле — главное условие бесперебойной работы всей системы. Проложенные в толще грунта трубы нуждаются в эффективной защите от избытка влаги и промерзания, угроза которого возникает при понижении температуры почвы и воздуха до отрицательных значений.

Последствия замерзания водопроводной системы на улице:

• отсутствие воды в доме;
• разрыв трубы — обледеневшему участку грозит повреждение из-за усиливающегося давления;
• ремонтные работы — лопнувшей трубе может потребоваться полная замена.

Несмотря на распространенное мнение, подземную прокладку канализационных и водопроводных труб без дополнительного утепления нельзя считать достаточной защитой.

Правила монтажа подземных коммуникаций 

Избежать “замороженных” проблем можно, проложив трубопровод на глубине, где температура грунта не опускается ниже нуля. Если это условие не соблюдено, систему водоснабжения необходимо утеплять.

Согласно законодательно-нормативным документам глубина расположения любой трубы под землей должна быть на полметра ниже уровня “нулевых температур”. Строители проводят теплотехнический расчет в первую очередь на основе опыта использования систем водоснабжения на улице в конкретном районе. 

Следует учитывать и результаты наблюдений гидрометцентра за показателями промерзания грунта. Например, для южных регионов РФ глубина составляет около 130 см, опускаясь в направлении севера до 200 см и более. Это значит, что при размещении трубы выше расчетного уровня вода замерзнет. 

Подготовить траншею глубиной почти 2 метра — трудоемкая и затратная с финансовой точки зрения задача. Если размещение водопровода на достаточной для его бесперебойной работы глубине невозможно, применяют другие методы.

Можно выделить два альтернативных способа действия — утепление и обогрев труб водоснабжения.

Утепление предназначено для минимизации потерь тепла самим объектом. Результат достигается с помощью материалов, имеющих низкую теплопроводность.

Обогрев предполагает повышение температуры объекта. Для этого потребуется внешний источник тепловой энергии.

Одним из вариантов является электрообогрев — использование подключенного к сети электропитания кабеля с мощностью 10 Вт. Дополнительно изолированный электрический кабель обматывается вокруг трубы (рекомендованный шаг обмотки составляет 10 см). Также необходимо установить терморегулирующее реле, чтобы исключить нагревание трубопровода при потеплении.

На фоне повышенного потребления электроэнергии такой способ дороже «классического утепления», однако позволяет избежать слишком глубокой установки трубопровода. Оптимальная глубина небольшой траншеи будет составлять около полуметра.

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

Виды теплоизоляции для трубопроводов

На рынке стройматериалов в ассортименте теплоизоляция для подземных коммуникаций.

Основные отличия касаются:

• производственного сырья;
• периода эксплуатации;
• толщины изоляционного слоя;
• технических характеристик;
• стоимости.

Изделия бывают в виде рулонов, листов, ленты. Широкое распространение получили утеплители, которым придают определенную форму, например, цилиндров или полуцилиндров.

Критерии выбора материала для утепления

Все типы изоляции наружных труб предназначены для решения главной задачи — сокращения потерь тепла. 

Общие требования к разным категориям материалов:

1. Минимальный коэффициент теплопроводности.
2. Повышенная устойчивость к внешним факторам — механическим, химическим, атмосферным.
3. Гидрофобность — минимальное влагопоглощение.
4. Устойчивость к температурным колебаниям.
5. Длительный период эксплуатации.

Утеплитель для водопровода не может быть гигроскопичным. Кроме сохранения тепловых свойств, он должен обеспечивать защиту трубы от влаги, не пропуская ее, но при этом сохраняя свои теплоизоляционные качества.

С увеличением толщины изоляционного слоя показатели теплопотерь снижаются, однако свести их к нулю практически невозможно. Сказать точно, какой толщины должен быть греющий слой того или иного утеплителя, нельзя. Этот показатель зависит от многих исходных данных. Существуют специальные строительные таблицы для расчета нужных параметров.

Почва представляет собой постоянно агрессивную среду в химическом плане, поэтому особое значение приобретает устойчивость защитной оболочки к воздействию негативных факторов.

Механическая прочность позволяет утеплителю выдерживать нагрузки и давление грунта. Также важна способность сохранять рабочее состояние при низких и высоких температурах как окружающей среды, так и воды в трубах.

Из-за сложности монтажных работ важна долговечность материала. Изделие должно быть простым в использовании.

Соблюдение всех требований при выборе утеплителя минимизирует потери тепла и обеспечивает надежную защиту подземного трубопровода.

Материалы для теплоизоляции системы водоснабжения

Существуют разные способы утеплить трубы, проложенные под землей.

Если система размещена практически на границе зоны промерзания, исключить риск остановки подачи воды можно, проведя своими руками некоторые элементарные действия, не требующие больших вложений и профессиональных навыков.

Так, например, для регионов с теплым климатом, где глубина залегания водопровода небольшая, достаточно осенью раскопать траншею, засыпать трубы экологически чистым изолирующим материалом и снова закопать.

Для утепления можно использовать листья, солому, стружку или опилки. Эти натуральные утеплители обладают низкой теплопроводностью, однако к следующей зиме успевают сгнить в земле, поэтому такую процедуру придется повторять ежегодно.

Для повышения эффективности практикуют сочетание различных технологий. Например, использование труб с большой толщиной стенок совмещают с применением утеплителя.

С этой целью используют:

1. Рулонные волокнистые покрытия (стекловата, базальтовая вата).
2. Вспененный полиэтилен.
3. Мелкозернистые оболочки (пенопласт, пенополиэтилен).
4. Пенополиуретан (ППУ скорлупы).
5. Вспененный каучук.
6. Окрашивающую изоляцию.
7. Насыпной утеплитель.

Особенности технологии монтажа тепловой изоляции трубопроводов зависят от выбранного материала.

Минеральные ваты

Одним из самых доступных вариантов утепления с финансовой точки зрения остается минеральная вата.

Выделяют два вида, которые подходят для подземных водопроводов:

• стекловата,
• базальтовая вата.

Существует третий вид минваты — шлаковата, однако это волокнистое покрытие слишком гигроскопично, что делает его непригодным для подземных коммуникаций.

Стекловатой, которая обеспечивает хорошую теплоизоляцию при низкой плотности, чаще всего защищают пластиковые и металлопластиковые конструкции.

Такой способ прост в реализации. Материал просто наматывают на трубопровод, а затем фиксируют скотчем или пластиковой лентой.

Чаще всего вату производят в форме полотна или плит разного размера, хотя бывают и цилиндры, состоящие из нескольких сегментов.  

Свойства минеральной ваты:

• низкая теплопроводность, хотя и выше, чем у большинства современных аналогов;
• невосприимчивость к действию химически активных веществ;
• эластичность, что значительно упрощает проведение монтажных работ.

Главным недостатком данного материала является влагопоглощение. Волокна активно впитывают влагу, вата комкуется, утрачивая свои свойства, поэтому ее использование под землей допустимо только в сочетании с надежной гидроизоляцией. 

С этой целью применяется: 

• рубероид,
• алюмофольга,
• полиэтилен с повышенной плотностью.

Дополнительный защитный слой наматывают поверх утеплителя, а затем фиксируют проволокой или стальной лентой. Усилить эффект можно при помощи металлического или полимерного корсета, который надевают на завершающем этапе.

Необходимость гидроизоляции добавляет сложности при проведении монтажных работ и повышает себестоимость.

Вспененный полиэтилен

Изделие представляет собой цилиндры со стенками разной толщины.

Материал максимально прост в использовании — легко режется и без проблем фиксируется на трубе.

Основные характеристики:

1. Мелкозернистая структура обеспечивает эффективную гидроизоляцию. Особое значение это имеет для расположенных под землей стальных труб, подверженных коррозии.
2. Материал сохраняет эластичность даже при минусовых температурах, что упрощает монтаж гильзы утеплителя.
3. Полиэтилен поддерживает естественный парообмен, демонстрируя при этом минимальное влагопоглощение.
4. Умеренно горючий материал (класс Г2), но при горении не выделяет токсичных веществ. 

Вспененный полиэтилен, который производят с фольгированным покрытием, называется “Пенофол”. Фольга, обладая отражающим свойством, усиливает теплоизоляционные качества материала. 

Изделие предлагают в форме полой гильзы или в рулонах. Ленточный утеплитель оптимально подходит для трубопроводов сложной формы со множеством изгибов и отводов. Эластичная теплоизоляция лучше принимает нужную форму и обеспечивает необходимую герметичность.

Пенопласт и пенополистирол

Пенопласт представляет собой вспененную пластмассу, которую получают путем обработки молекул полистирола горячим паром.

Пенополистирол — это разновидность пенопласта. Для повышения прочности исходное сырье прессуют. 

Пенопласт и пенополистирол похоже внешне, но имеют существенные различия с технической точки зрения.

Эти виды изоляции представляет собой мелкопористую легкую по весу оболочку в форме полуцилиндров. Для надежной фиксации теплоизолирующих сегментов на скорлупе предусмотрены специальные боковые соединения — замки “шип-паз”, позволяющие максимально изолировать трубу от воздействия внешних факторов.

Характерные особенности:

1. Показатель теплопроводности ниже у пенополистирола, хотя оба материала способны хорошо удерживать тепло даже под землей.
2. Пенопласт прослужит в разы меньше, что объясняется слабым сцеплением гранул полистирола.
3. Пенополистирол отличается большой прочностью к сжатию, что позволяет его применять для утепления подземных водопроводов.
4. Пенопласт нельзя использовать для утепления труб под землей — из-за высокой степени гигроскопичности он не будет эффективен в условиях повышенной влажности.

Пенополистирол обладает более высокими эксплуатационными качествами и, в отличие от пенопласта, может быть использован для изоляции трубопроводов как внутри, так и снаружи здания.

Недостатки материала:

• горючесть;
• не гнется, поэтому подходит только для прямых участков;
• рекомендован дополнительный защитный слой, например, полиэтилена.

Скорлупа из пенополистирола в сочетании с гидроизоляцией обеспечит трубам надежное утепление.

Пенополиуретан

Лидерство на рынке популярных утеплителей занимают ППУ скорлупы. 

Пенополиуретан — это инновационный вспененный материал в виде многочисленных замкнутых ячеек, заполненных газом.

Преимущества:

• низкие показатели теплопроводности,
• гидрофобность,
• устойчивость к воздействиям,
• экологическая безопасность — не выделяет токсических веществ,
• длительный период эксплуатации.

Благодаря незначительному весу покрытие не оказывает дополнительного давления на трубы.

Правильно выполненный монтаж теплоизоляции трубопроводов гарантирует полное отсутствие мостиков холода. ППУ цилиндры обеспечат необходимый тепловой эффект, а также дополнительную антикоррозийную защиту подземным металлическим коммуникациям.

Пенополиуретановой основе не грозит гниение и разложение — материал успешно противостоит действию разных микроорганизмов. 

Основным недостатком ППУ утеплителя является снижение эффективности под воздействием УФ-излучения. Изначально жесткая основа становится значительно мягче, постепенно разрушаясь. Однако для водопроводов, проложенных под землей, этот фактор не имеет принципиального значения, делая ППУ скорлупу отличным вариантом для теплоизоляции системы.

Вспененный каучук

Утеплитель из вспененного каучука представляет собой готовые полые трубки диаметром от 6 до 160 мм. Для труб большого диаметра применяют каучуковые листы. 

Этот достаточно гибкий материал легко монтировать, фиксируя по всей длине конструкции. 

Коммуникациям с таким типом изоляции практически не страшен конденсат — каучук отличается паро- и водонепроницаемостью. Пожаробезопасен, а также устойчив к атакам микроорганизмов. 

Изделия из каучука надевают на трубу, герметично соединяя две половины скорлупы, полностью исключая попадание внутрь влаги и сора.

Окрашивающая изоляция

Жидкая или напыляемая теплоизоляция — еще один прием дополнительного утепления трубопроводов. Метод востребован при работе с участками сложной конфигурации. Обеспечивает надежную защиту без переходов и мостиков холода в тех случаях, когда стандартные способы изоляции мало эффективны. 

Обычно с этой целью используют пенополиуретан в жидкой форме, который наносят на поверхности методом напыления. Один из лучших показателей теплопроводности не отменяет того факта, что для проведения работ требуется специальное оборудование. Основной инструмент — профессиональный распылитель. Это главный недостаток такого решения.

Специальную краску, которая выступает в качестве эффективного вспомогательного теплоизоляционного слоя, выпускают в баллончиках, что упрощает задачу нанесения. Чаще всего используются в труднодоступных местах системы.

В состав теплоизоляционной краски входят специальные добавки — керамическая микрокрошка, частицы пеностекла или перлита.

Пористые компоненты краски обеспечивают защиту “подземных” стальных труб от коррозии, повышая показатели адгезии. 

Керамзит и другие виды насыпного утепления

Использование насыпных материалов в качестве утеплителя — наиболее простой в реализации, но действенный способ поддержания оптимальных температур в подземных траншеях.

Можно использовать:

• песок,
• перлит,
• керамзит.

Применение данного метода возможно только в комплексе с другими вариантами утепления. Самостоятельно способ не будет достаточно эффективен и не защитит магистрали от промерзания.

Порядок действий:

1. На дно траншеи засыпают материал слоем около 20 см. 
2. Перед укладкой труб проводят монтаж основной теплоизоляции.
3. Конструкцию покрывают слоем сыпучего материала для равномерного утепления.

Насыпную изоляцию обязательно нужно распределить по всей длине, а также по ширине траншеи. Вокруг трубы должен образоваться слой не менее 10 см.

Для укладки в толще грунта рекомендованы трубы с максимально допустимой толщиной стенки, что послужит дополнительной защитой от промерзания.

Защита изоляционного слоя

Для подземных трубопроводов актуально использование дополнительной защитной оболочки поверх утеплителя. Объясняется это тем, что помимо влаги изоляционному слою угрожает чрезмерное давление и движение грунта, вызванное температурными колебаниями.

Чаще всего используют:

• металлический короб — окожушку из оцинкованной стали;
• цилиндры на основе полимерных материалов.

Защитную оболочку надевают поверх изоляционного слоя водопроводной трубы.