Подбираем теплоизоляцию для труб водоснабжения

Подача воды в любой дом постоянно происходит с помощью подземного водопровода. При этом риск его замерзания зимой очень большой. Не всегда погружение трубопровода на значительную глубину под грунт получается сделать технически, поэтому большинству владельцев с автономным снабжением водой приходится решать проблему, как произвести утепление труб водоснабжения в частном доме.

Почему это требуется

Для подвода воды не применяется подземный металлический трубопровод, который не подходит для прокладки труб от скважины до дома без гидроизоляции. Фаворитом по применению в домашних условиях считается водопровод из полиэтилена низкого давления сечением 1-2 дюйма. У этих труб более низкая теплопроводность по сравнению с металлическим трубопроводом, и они более стойко выдерживают низкие температуры за счет пластичности, но во время укладки на малые глубины требуется утеплитель для труб, чтобы не замерзала вода.

Есть ряд причин, почему требуется теплоизоляция для труб водоснабжения. Все они обусловлены правилами укладки коммуникационных систем и экономией денег, которая получается, если утепление наружной трубы водопровода выполнено грамотно.

Основные причины для проведения теплозащиты:

• При заборе воды из скважин зачастую применяются кессоны, куда устанавливают насосную систему. Стандартный кессон находится под землей примерно на 2 метра вглубь. При этом водопроводная труба с учетом СНиП должна быть выше уровня земли, то есть, дна кессона на 0.5 м. Поэтому на выходе из кессона, который не отапливается, труба находится на глубине 1.5 м, практически на грани глубины замерзания. С учетом того, что подвод воды в дом через подвальное помещение требует наклона трубопроводов, то вся наружная водопроводная система находится выше уровня промерзания. Следовательно, нужно утеплить трубы от мороза на зиму.
• В процессе укладки подземных трубопроводов необходимо учитывать вероятный слив воды из системы. Для чего трубы устанавливают с наклоном примерно 22 мм на 1 м в сторону водозабора. Если расстояние от колодца до дома значительное, например 60 м, то в процессе монтажа трубопроводов возле жилища на глубине замерзания приблизительно 150 см возле входа в источник нужно их углублять на 2 метра. Это технически сложно и экономически невыгодно.
• Чтобы не допустить замерзания, выполняют теплоизоляцию водопровода в грунте, но также нужно утеплить трубу домашнего водоснабжения на улице на участках выхода, если дом находится на свайном фундаменте.
• Утепление водопроводных труб под землей не греет водопровод, а защищает от теплопотерь, поэтому утепленные конструкции можно эффективно использовать и летом — они не допускают прогрева воды, если трубы неглубоко проложены.
• Утепление водопровода в частном доме от замерзания помогает экономить затраты, связанные с подогревом воды.

Как утеплить трубопровод под землей

Есть ряд вариантов, как утеплить водопроводную трубу в земле или на открытом воздухе. Самые популярные из них:

• Электрический обогрев. Использование электрокабеля — популярный способ защиты от замерзания трубопроводов. Современные нагревающиеся провода работают автоматически с низкими энергетическими затратами. Они устойчивы к влаге, поэтому их нередко укладывают не только снаружи, но и внутри водопровода.
• Защита утепляющим материалом. Утеплители, изолирующие трубопровод от контакта с землей, активно применяются в домашних условиях. Это самое рациональное решение относительно цены и качества.
• Воздушный нагрев. Этот способ используется в коммунальных службах. Чтобы его реализовать, участки водопровода в земле размещают в оболочку из труб, которые больше по сечению, а в образовавшееся пространство подают горячий воздух.
• Постоянный поток. Циркулирующая вода не может замерзнуть, поэтому незначительное постоянное потребление воды либо ее передвижение по замкнутому контуру предотвращают промерзание труб в зимний период.

Требования к теплоизоляции

Для утепления водопроводных труб в земле, находящихся на маленькой глубине, как правило, применяют строительную теплоизоляцию, которая должна соответствовать таким требованиям:

• Повышенная стойкость к химически агрессивным веществам. В грунте находится множество минералов, оказывающих отрицательное действие на структуру утеплителя, поэтому теплоизоляция не должна подвергаться в земле быстрому разрушению.
• Низкая теплопроводность. Это основное требование. Чем больше утеплитель препятствует тепловой передаче между теплоизоляцией и землей, тем эффективнее будет его применение.
• Устойчивость к температурам. Утеплитель для трубопроводов, который находится под землей, должен выдерживать пониженные температуры зимой и повышенные летом, а также сезонные колебания.
• Водоустойчивость. В земле постоянно находится влага, поэтому утеплитель не должен ее пропускать либо впитывать в оболочку. Это значительно понижает характеристики теплоизоляции.
• Продолжительное время службы. Лучше всего, чтобы теплоизоляция труб менялась максимально редко — это сбережет деньги и время на установку нового утеплителя.
• Жесткость. Находящаяся под грунтом теплоизоляция испытывает повышенные нагрузки от верхнего слоя земли, поэтому к ней предъявлены особые условия по прочности. По этой причине множество утеплителей не подойдут для водопровода, смонтированного под землей.
• Биологическая стойкость. Так как в грунте находится множество органики с патогенными микроорганизмами, утеплитель для водопроводной трубы обязан выдерживать их воздействие.

Используемые утеплители

Сейчас ассортимент материалов для теплоизоляции трубопроводов намного шире, нежели еще десяток лет назад. Укутывание фуфайками и одеялами уступило место современным утеплителям. Любая теплоизоляция имеет:

• отличные показатели по сохранению тепловой энергии;
• минимальную теплопроводность;
• устойчивость к температурным колебаниям;
• химическую стойкость к агрессивным условиям;
• продолжительное время службы;
• удобство монтажа;
• высокий коэффициент отталкивания воды.

В строительстве используются теплоизоляционные материалы, изготавливающиеся в рулонах либо плитах. Естественно, что для водопроводных труб лучше подходят изделия, которые имеют соответствующую округлую форму. Почти все утеплители изготавливают в виде оболочек для труб, в определенных из них находятся специальные каналы для укладки нагревательного электрокабеля.

Пенопласт

Этот материал за счет своих физических характеристик и жесткости считается самым лучшим вариантом, если требуется утепление труб наружного водопровода. Его основные преимущества:

• повышенная жесткость сделала пенопласт незаменимым во время применения в условиях со значительными нагрузками на скорлупу, плотность материала — до 60 кг/куб. м;
• низкий коэффициент тепловой проводимости со средним показателем 0.05 Вт/кв. м;
• невысокая цена, за счет чего материал доступен для множества потребителей;
• пенопласт не пропускает и не впитывает влагу, поглощение воды составляет не более 3%;
• диапазон температур для применения составляет -50…+60 градусов;
• период эксплуатации под грунтом около 45 лет;
• скорлупа легкая по весу и очень просто устанавливается самостоятельно за короткий промежуток времени;
• пенопласт имеет высокую стойкость к биологическому действию, не разлагается под воздействием грибков и бактерий.

Аналогом пенопласта является экструдированный пенополистирол (пеноплэкс), который имеет более выраженные прочностные качества, водопоглощение около 0,3% и тепловую проводимость до 0,4 Вт/кв. м.

Пенополиуретан

Этот напыляемый материал считается лидером среди других по коэффициенту тепловой проводимости. За счет этого свойства он часто применяется для водопроводных труб, уложенных под землей. Основные преимущества:

• коэффициент тепловой проводимости 0.026 Вт/кв. м;
• утеплитель стойко выдерживает биологическое действие, не впитывает влагу, водопоглощение находится на уровне 2%;
• имеет высокие прочностные качества, плотность доходит до 300 кг/куб. м;
• диапазон температур для применения -150…+160 градусов.

Основной недостаток — более высокая стоимость по сравнению с пенопластом.

Пенополиэтилен

Этой скорлупой часто утепляют водопроводную трубу над землей в частных домах. Также может использоваться, если надо изолировать участки водопровода, которые находятся в кессоне либо на входе в здание на свайном фундаменте.

За счет эластичности теплоизоляция из пенополиэтилена сжимается во время подземного применения, поэтому без прочной оболочки и по причине снижения толщины существенно утрачивает свои теплоизоляционные свойства.

Технические характеристики материала:

• диапазон температур в пределах -65…+70 градусов;
• тепловая проводимость 0.32-0.56 Вт/кв. м;
• не пропускает и не впитывает воду — коэффициент поглощения влаги не более 0,9%;
• плотность 20-110 кг/куб. м.

Минвата

Утепленные трубы минватой очень часто можно встретить в частном домостроении. Теплоизоляция из этого материала популярна у домовладельцев по причине доступной стоимости и экологичности, что подходит для применения в жилых помещениях.

Как и остальные мягкие материалы, минвата используется для защиты трубы в кессоне и в том месте, где она входит в дом.

Основные характеристики материала:

• поглощение воды приблизительно 12%;
• коэффициент тепловой проводимости составляет 0.034-0.06 Вт/кв. м;
• плотность 35-230 кг/куб. м;
• диапазон температур -65…+400 градусов;
• материал стойко выдерживает действие многих агрессивных веществ, не горит и не поддерживает возгорание.

Краски для теплоизоляции

Некоторые владельцы частных земельных участков не хотят использовать классические материалы, поэтому их интересует, чем можно еще утеплить трубу водопровода на улице. Им следует знать, то для этого разработаны специальные краски. Такое утепление относится к высокотехнологичным способам. В ходе его реализации в акриловую краску добавляются пеностеклянные и перлитные частички, волокна кварца и микрогранулы, в оболочке которых много пустот.

Тепловую краску наносят на трубы кисточкой либо распылителем в 3-4 слоя толщиной примерно 5 мм. Как правило, ее используют для теплоизоляции наружных водопроводов. Коэффициент тепловой проводимости краски составляет 0.07 Вт/кв. м.

Напыляемые теплоизоляторы

На промышленных объектах нередко применяется напыление на трубы полистирола и полиуретана, причем эти два материала могут смешиваться. Состав наносится с помощью пульверизатора. После напыления материал разрастается в объеме, обеспечивая отличное утепление водопровода без мостиков холода.

По причине высокой стоимости этот способ не очень часто используется в домашних условиях, но теоретически он является хорошим вариантом при монтаже пластиковых труб.

Теплоизоляция своими руками

Перед тем, как утеплить трубу водопровода, следует подобрать соответствующий вариант, учитывая финансовые затраты на приобретение стройматериалов и проведение работ. Как правило, домовладельцы останавливаются на покупке бюджетных скорлуп из пенопласта.

Также сегодня популярно применение электрического нагревательного кабеля.

Скорлупа из пенопласта

Этот вариант в результате доступной стоимости и необходимых физических параметров считается оптимальным для изоляции трубопровода под землей. Самостоятельная установка скорлупы на пластиковую трубу не представляет сложностей и производится следующим образом:

1. На приподнятый из канавы водопровод надевают скорлупу из пенопласта, замыкая защелки и передвигая каждый элемент примерно на треть относительно противоположного сегмента. Все части крепятся к поверхности с помощью скотча.
2. После крепежа элементов водопровод опускают в канаву на предварительно засыпанную подушку из песка слоем 15-20 см — это не допустит перекоса утеплителя с вероятным изломом.
3. После яму закидывают изъятой на поверхность землей.

Электрический нагревающий кабель

Теплоизоляция водопровода под землей с помощью нагрева кабелем является одним из наиболее результативных способов борьбы с замерзанием при незначительном заглублении труб. Кабель укладывается по всей длине водопровода либо в необходимых местах, также он может вставляться вовнутрь трубы оболочки либо находиться снаружи.

Сегодня продаются нагревательные провода с фитингами для установки в водопровод, оборудованные герметичными силиконовыми сальниками. Сам кабель небольшой по длине и чаще всего устанавливается на выходе трубопровода из колодца. На этом участке эффективность его применения является самой высокой — прогретая вода поступит по всему водопроводу до ввода в жилище, не допуская замерзания труб. Кроме того, укладку провода в месте стыка трубы от электрического насоса с линией водопровода легче технически выполнить, нежели на любом ином труднодоступном участке.

Наружная теплоизоляция электрическим кабелем производится так:

1. Устанавливают водопровод на поверхности грунта возле канавы, чистят участок от загрязнений для укладки нагревательного кабеля.
2. Заматывают поверхность трубы на участках контакта с электрическим проводом скотчем на основе фольги — это увеличивает тепловую проводимость оболочки в месте контакта. Если кабель устанавливается по прямой на всем трубопроводе, то приклеивают несколько прямых полос. При использовании спиральной установки кабеля обматывают скотчем полностью весь водопровод.
3. После прокладки электрического кабеля он фиксируется таким же скотчем к поверхности трубопровода по всей магистрали.
4. Для понижения теплопотерь в обязательном порядке надевают пенопластовую скорлупу поверх электрического кабеля.

После установки нагревательного элемента фиксируют к трубе провод для подачи электричества изолентой и всю конструкцию укладывают в канаву, затем закидывают грунтом.

Выполнение работ по монтажу не вызывает больших трудностей и не требует особого опыта. При знании технологического процесса все действия очень быстро сможет произвести один мастер.

Кроме скорлупы из пенопласта, есть еще несколько эффективных  решений, чем утеплить водопроводную трубу на улице и под землей:

• Стекловолокно. С этим материалом удобно работать. У него низкая плотность, но по этой причине его почти не применяют самостоятельно, а накрывают рубероидом.
• Кожух из пенополистирола. Популярный утеплитель для самостоятельных работ. Иногда дополнительно оснащен наружным защитным слоем. Подходит для многократного применения.
• Базальтовый теплоизолятор. Дополнительно покрывается слоем пергамина, рубероида либо фольги. Изготавливается в виде цилиндра, поэтому с легкостью монтируется и демонтируется. Наилучший вариант по эффективности утепления, но стоит довольно дорого.

Особенности теплоизоляции трубопровода

Слабые места автономного водопровода — вход труб в дом и место врезания в колодце. Чтобы эти слабые участки были не такими уязвимыми, во время установки трубы углубляют и утепляют. Способы теплоизоляции водопровода:

Из недорогих вариантов большой популярностью пользуется стекловата и стекловолоконные маты. Это дешевый утеплитель, но служит не очень долгое время. Стекловата из-за рыхлой структуры не может восстановить своих теплоизоляционных качеств после промокания, что сделало использование данного материала не настолько уж экономным.

Трубопроводную магистраль обертывают стекловатой, закрепляют ее проволокой, стальной полоской либо скотчем. Затем утеплитель дополнительно укрывают рубероидными листами либо плотной пленкой в несколько слоев. Используют также геоткань для защиты от неожиданных повреждений грунтом при подвижках земли. В качестве альтернативного варианта изолированный трубопровод можно уложить в пластмассовую трубу канализации большого сечения.

У теплоизоляции с помощью бюджетного и эффективного пенопласта существует значительный минус: этот утеплитель сможет прослужить всего пару десятков лет, а во время значительных нагрузок рассыпаться на части гораздо раньше. Устанавливать пенопластовую теплоизоляцию удобно, так как изготавливают этот материал специально для трубопровода в форме скорлуп различных размеров.

Базальтовая вата тоже изготавливается в форме жесткой скорлупы с различными размерами. Цилиндр с единым разрезом устанавливается за короткое время. Защита для базальтовой скорлупы не потребуется, так как материал довольно надежен, может выдерживать механические деформации, имеет определенную эластичность и не реагирует на биологические коррозийные процессы. Покрытия на основе фольги повышают эксплуатационные характеристики этого теплоизолятора, установка производится быстро. Недостаток только один — материал довольно дорогостоящий.

Шлаковата для теплоизоляции водопроводов не используется, так как в утеплителе находятся остатки доменных шлаков с металлом. Быстрое начало коррозийных процессов во время проникновения воды приводит в негодность теплоизоляцию.

Пенополистирол для водопровода — это эффективный, надежный и относительно недорогой теплоизолятор, который прослужит долгое время. Изготавливают в форме цилиндров, оболочек-скорлуп, при этом изделия могут иметь защиту или быть без нее. Преимущество скорлупы заключается в том, что ее можно использовать после демонтажа утепленных водопроводов заново.

Для защиты утеплителя водопровода от мышей участки инженерных систем необходимо накрывать металлическими сетками, в некоторых случаях используют штукатурку. Грызуны могут прогрызать теплоизоляцию для обустройства в ней нор, в результате на температуре трубопровода в заморозки это сильно отразится.

Нагревают и теплоизолируют не только подземные участки водопроводов. В не отапливаемых помещениях, например подвалах, нужно использовать утеплитель или нагревающий кабель для всей протяженности трубопровода, где есть высокий риск замерзания.

Если водопровод все-таки замерз, то чтобы его разморозить используют электрическое нагревательное оборудование. Не допускается использование фена либо газовой горелки, когда трубопровод завернут в несколько слоев рубероида или в гидроизоляции присутствуют битумные мастики. В этом случае огонь расплавит слой защиты.

Прежде чем нагревать трубу теплым воздухом либо огнем, надо открыть вентиля, а после не спеша пройти по участку от вентиля до стояка. Однако существует и более современный способ нагрева с применением нагревательных электрических проводов. Обмотав кабелем водопровод и подсоединив его к электрической сети, постепенно нагревают замерзшие места. Чтобы процесс мог идти быстрее, заворачивают трубопровод сверху любым изолятором.

Пластиковый трубопровод во внутридомовых системах, который проложен в не отапливаемом помещении, тоже может замерзнуть. Но в этой ситуации, как правило, происходит не промерзание участка водопровода, а локально образованная пробка изо льда, которую нужно лишь нагреть, например, с помощью горячей воды увлажнять трубопровод. Электрическая грелка также подходит, но намного удобнее нагревающий провод. Газовая горелка запрещена к использованию для пластиковых трубопроводов, так как порча труб неизбежна.

Сегодня материалы для теплоизоляции представлены в очень большом ассортименте, поэтому есть возможность выбрать наилучший утеплитель, который подойдет для определенных условий использования. Это немаловажно, так как теплоизоляция трубопровода в доме — это очень важная задача, которая направлена на поддержку работоспособности системы и предотвращения ее выхода из строя.

Видео по теме