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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Утеплитель для труб в земле
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
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.
Критерии выбора утеплителя для труб
Теплоизоляторы для труб, проходящих на определенной глубине в грунт, должны соответствовать определенным требованиям, к которым можно отнести:
- Гидрофобность утеплителя, то есть его стойкость к влаге. Материал должен помимо теплоизоляции создавать защиту трубы от влажности почвы, не пропуская ее , и при этом не разрушаясь и не теряя своих термоизоляционных качеств.
- Низкая теплопроводность для качественного сохранения естественного тепла внутри труб.
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.
- Стойкость к внешним химическим воздействиям – почва является весьма агрессивной в этом плане средой.
- Утеплитель должен иметь высокую механическую прочность, быть устойчивым к внешним механическим и атмосферным воздействиям, выдерживать нагрузки и давление грунта. Сюда же можно отнести и долговечность — так как заменять термоизоляцию на подземных участках будет достаточно сложно.
- Стойкость к высоким и низким температурам окружающей среды и жидкости, транспортируемой по утепленному трубопроводу.
- Материал должен легко монтироваться на трубу, находящуюся в любом положении.
- Немаловажным фактором является совместимость материалов утеплителя и трубы, так как возникновение реакции между ними недопустимо — она может привести к взаимному повреждению.
Выполнение всех требований к утеплительному материалу позволит избежать существенных теплопотерь, даст возможность не беспокоиться о целостности труб и вероятности образования в них ледяных пробок.
Материалы, используемые для утепления подземных трубопроводов
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.
Утеплитель из вспененного полиэтилена
Вспененный полиэтилен имеет очень высокие технические характеристики для утепления труб. И это — при вполне доступной цене.
Утеплители из вспененного полиэтилена
- Теплопроводность материала минимальна, и составляет 0,035 Вт/м× °С .
- Этот материал обладает структурой, состоящей из мельчайших замкнутых ячеек, способствующих созданию эффективной гидроизоляции, что особо важно для металлических труб. Это дает дополнительную защиту от возникновения коррозии, продлевает срок эксплуатации трубопровода.
- Вспененный полиэтилен может иметь плотность 25 ÷ 40 кг/м. Как правило, самыми востребованными являются изделия с этим показателем в 30 ÷ 35 кг/м³.
- Кроме этого, материал обладает отличной эластичностью, которая не меняется даже при критических отрицательных температурах ( до — 55°). Это качество делает монтаж утеплителя очень несложным делом — гильзу легко разрезать и надеть на трубу, расположенную под любым изгибом.
- Нагрузка на разрыв, которую может выдержать вспененный полиэтилен, составляет 0,3 МПа , а его динамическая упругость 0,76 МПа .
- Коэффициент на сжатие при нагрузке в 4500 Н/м² равен 0,2.
- Паропроницаемость – 0,001 мг/м×ч×Па, то есть вспененный полиэтилен относится к материалам, поддерживающим естественный парообмен .
- Гидрофобность этого утеплителя проверялась с помощью его погружением в воду на 24 часа, в результате чего материал впитал влагу всего на 1,3% от своего объема . Причем , нужно отметить, что в последующие часы поглощение влаги полностью прекращается.
- Рабочие температуры вспененного полиэтилена варьируются в диапазоне от — 55 до + 85 градусов. Более высокие температуры приводят к его пространственной деформации, а при отрицательных значениях ниже указанного порога утеплитель теряет свою эластичность, становится хрупким.
- Огнеупорность в данном случае не важна, так как утепленные трубы будут находиться в грунте. Но этот материал применяется и для наружной теплоизоляции, поэтому имеет соответствующую классификацию, и по этому параметру обозначается Г2, то есть умеренно горючий материал. Полиэтилен воспламеняется при температуре в 300 градусов и только при прямом воздействии пламени. При горении полиэтилен распадается на воду и углекислый газ, который не является токсичным, и в небольших концентрациях не опасен для здоровья человека.
Цилиндр из вспененного полиэтилена
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 трубы изофлекс
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 в форме цилиндров
« 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.
Разрез вдоль утеплительной гильзы
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.
Видео: сравнение некоторых типов утеплителей для труб
Утеплитель для труб из пенополистирола
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.
Пенополистирольное утепление трубы
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.
Скорлупа различных внутренних диаметров
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 |
| Предел прочности при изгибе, не менее | 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 |
- Пенопласт или пенополистирол — это химически инертный, легкий материал, имеющий структуру закрытых ячеек, не связанных между собой.
- Утеплитель имеет низкий коэффициен т т еплопроводности, составляющий 0,037÷0,042 Вт/м².
- Влагопоглощение пенопласта за сутки, как показали испытания, составляет до 2% от общего объема материала, поэтому его вполне можно назвать влагостойким.
- Диапазон рабочих температур пенополистирола составляет от — 50 до +75 °С . В этом пределе он не деформируется и не теряет своих основных качеств.
- Этот материал устойчив к образованию очагов плесени или грибка, не гниет , выдерживает воздействие на него щелочи, цементных и гипсовых растворов, солей и других неорганических веществ.
К положительным качествам пенополистирольного утеплителя для труб можно отнести следующие его качества:
- Низкая теплопроводность.
- Высокая влагостойкость, которая позволяет сохранить теплоизоляционные качества материала на долгие годы.
- Простота монтажа.
- Стойкость к воздействиям внешней среды.
- Он совместим с любым материалом, из которого изготавливаются трубы, так как не вступает в реакцию с металлом и пластиком.
- Утеплитель имеет вполне доступную цену.
К недостаткам такого утеплителя можно отнести:
- Горючесть материала — он классифицируется, как Г4. Для подземных участков этот критерий не имеет решающего значения.
- Пенополистирол не эластичен, и согнуть его не удастся, поэтому им могут утепляться только ровные магистрали. А для поворотов придется подбирать специальные угловые детали.
- При использовании этого утеплителя для труб, уложенных в грунт, рекомендовано дополнительно создать для него защиту, обвернув его плотным полиэтиленом.
Выполни в в се рекомендации по монтажу, аккуратно надев утеплительную скорлупу на трубы и защитив ее сверху слоем гидроизоляции, можно создать герметичное утепление, которое сохрани т т рубопровод не только от промерзания, но и от почвенной влажности.
Трубный утеплитель — пенополиуретан
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.
Изолированные пенополиуретаном трубы в оцинкованной оболочке
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:
Утепленные трубы с полимерным покрытием
| Наружный диаметр стальных труб, d, мм | Тип 1 | Тип 2 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Наружный диаметр полиэтиленовой оболочки, D, мм | 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.
Монтаж труб с пенополиуретановым утеплением
К преимуществам использования пенополиуретана в качестве утеплителя относят следующие его качества:
- Низкая теплопроводность.
- Высокая влагостойкость.
- Небольшой вес — плотность всего 45–60 кг/м³.
- При правильном монтаже – полное отсутствие мостиков холода.
- Способность давать металлическим трубам дополнительную антикоррозийную защиту.
- Длительность эксплуатационного периода, так как материал не подвержен гниению и разложению, а также стоек к атмосферным и агрессивным воздействиям и к перепадам температур.
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.
Недостатком пенополиуретана можно считать его горючесть, но для канализационных и водопроводных магистралей, проложенных в земле, этот негативный параметр материала не имеет особого значения.
Минеральная вата
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 вариа нт 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:
- Низкая теплопроводность.
- Высокая стойкость к щелочным и кислотным веществам, а также к другим химическим соединениям.
- Достаточная эластичность, что позволяет без труда произвести монтаж не только на прямые участки магистрали, но и на изгибы и повороты.
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.
Утеплительный фольгированный цилиндр из минеральной ваты
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 утеплитель для стен дома внутри
Какова должна быть толщина слоя утепления подземного участка трубы?
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 это м 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.
Слой минеральной ваты со временем может дать уплотнение и усадку
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 + 2h ) )
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:
Калькулятор для точного определения толщины минераловатного утепления для труб
Примечание: В ряде случаев, при расчетах для труб малого диаметра и небольшом коэффициенте уплотнения выбранного материала, итоговое значение толщины утепления может получиться даже меньше, чем исходное табличное. В этом случае оставляют исходную толщину термоизоляции.
Общий вывод из публикации – удобнее всего применить для утепления специально изготовленные для этого материалы, которым заранее придана необходимая форма. Производитель предусматривает все необходимые требования, которые предъявляются к данным теплоизоляторам для трубопроводов, проходящих в земле. Труба полипропиленовая армированная изучайте по ссылке.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какие у утеплителя пеноплекс размеры и технические характеристики
Евгений Афанасьев главный редактор
Автор публикации 13.09.2015
Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!
Источник http://okanalizacii.ru/santeh_vodoprov/vneshnij/uteplenie-vodoprovodnyh-trub-v-zemle.html
Источник https://otoplenie-expert.com/uteplitelnye-materialy/uteplitel-dlya-trub-v-zemle.html