Утепление водопровода в земле: как защитить наружную часть труб

Внешняя часть стационарного водопровода частного дома обычно располагается в земле. Так он не занимает места на участке, защищен от механических воздействий. Однако в морозный период его также необходимо оберегать от низких температур. Что можно сделать, чтобы зимой не образовывались пробки на трубопроводе?

Для бесперебойного водоснабжения зимой необходимо выполнить изоляцию водопровода в грунте. Мы расскажем, как защитить трубы, проложенные в земле, от промерзания. В представленной на обзор статье подробно описаны проверенные варианты решения данной проблемы.

Правила устройства подземного водопровода

Замерзание подземных вод происходит из-за того, что температура грунта достигает отрицательных значений. Одним из способов предотвращения этой проблемы является прокладка труб на глубине, где температура замерзания недостижима.

Если это требование не выполняется, необходимо принять другие меры для решения проблемы бесперебойного водоснабжения.

Галерея изображений Фото из Водопровод, проложенный в земле, утепляют, если он проложен выше уровня сезонного промерзания грунта. Участок от точки промерзания до входа в отапливаемое помещение утепляют в любом случае.Для прокладки трубопроводов выше точки промерзания выпускаются готовые теплоизоляционные системы с гофрированной гидроизоляционной оболочкой с применением теплоизоляционной оболочки из пенопласта. Однако он должен иметь прочный и достаточно прочный водостойкий внешний слой, ведь пенополистирол способен впитывать и пропускать воду через поры. Задачи гидро- и теплоизоляции прекрасно решает напыляемый пенополиуретан, который можно наносить после монтажа водопровода выше уровня сезонного промерзания, он полностью утеплен от точки забора воды до входа в отапливаемое помещение В конструкции кожуха для труб, изолированных гигроскопичным материалом, используются короба заводского изготовления, стальной лист, рубероид или более крупные трубы из пенопластовой оболочки Симбиоз гидро- и теплоизоляции Укладка изолированных труб в короб Теплоизоляция на выходе из кессон

Основные положения нормативных документов

Согласно пункту 11.40 свода правил СП 31.13330.2012 глубина укладки труб, считая до низа, должна быть на 0,5 метра больше расчетной глубины проникновения нулевой температуры в грунт. Это необходимо для предотвращения образования ледяных пробок в трубопроводе и поломки труб в местах кристаллизации воды, увеличивающейся при замерзании в объеме.

Расчетную глубину в соответствии с пунктом 11.41 тех же правил следует определять по натурным наблюдениям за промерзанием изолинии грунтом, а также руководствоваться опытом эксплуатации трубопроводов в этом районе.

Такой информацией может владеть гидрометцентр или организации, занимающиеся водоснабжением. При отсутствии натурных данных необходимо определять глубину тепловыми расчетами.

В результате замерзания водопровода трубы часто рвутся. Если их поместить в землю, их замена займет много времени

Согласно п. 5.5.3 свода правил СП 22.13330.2011 нормативная глубина сезонного промерзания грунтов при отсутствии данных многолетних наблюдений должна определяться на основании теплотехнических расчетов, представленных на рисунке ниже.

Значения среднемесячной температуры воздуха для населенных пунктов субъектов Российской Федерации следует принимать из таблицы 5.1 свода правил СП 131.13330.2012.

Величина расчетной нормативной глубины сезонного промерзания грунтов зависит от их типа и климатических особенностей холодного периода для данной территории

Если полученное значение превышает 2,5 метра, а также для горных районов с резкой сменой рельефа местности, климатических или инженерно-геологических условий, необходимо определить нормативную глубину промерзания грунта по формулам приложения «Г» свод правил СП 25.13330.2012.

Расчетную глубину промерзания по пункту 5.5.4 свода правил СП 22.13330.2011 для районов с неотрицательными среднегодовыми температурами определяют путем умножения нормативного значения на коэффициент 1,1. Для территорий с отрицательными значениями это значение рассчитывается в соответствии с СП 25.13330.2012.

Защита от воздействия низких температур

Не всегда есть возможность полностью или частично разместить водопровод ниже нулевой изотермы. Иногда это невозможно сделать по техническим причинам, например, когда выход водопроводной трубы из колодца находится выше границы зоны промерзания земли.

Отметка глубины уровня промерзания определяется в соответствии с климатическими особенностями региона, где строится водопровод.

Для средней полосы это значение составляет 1,0 — 1,3 м, в зависимости от типа грунта, в районах с суровыми зимами глубина закладки труб по правилам будет более 2,0 — 2,5 метра, что очень дорого как при укладке, так и при необходимости ремонта.

В районах с холодными и продолжительными зимами глубина траншеи для прокладки водопроводных труб может быть более 2,0 – 2,5 метров в зависимости от типа грунта, в котором проложен трубопровод

Если разместить водопровод на большой глубине невозможно или дорого, для бесперебойного функционирования применяют другие меры. Их можно условно разделить на две категории:

• Обогрев. Предназначен для снижения потерь тепла одним объектом в единицу времени. Осуществляется с использованием материалов с низкой теплопроводностью.
• Обогрев. Предназначен для повышения температуры объекта. Для выполнения этой процедуры необходим внешний источник тепловой энергии.

Выбор варианта утепления или обогрева наружной ветки водопровода зависит от условий эксплуатации, температурного режима, геометрии системы, простоты выполняемых работ, а также экономичности, стоимости и надежности способ решения проблемы.

Способы утепления наружного водоснабжения

Существует множество способов утепления наружного водопровода, размещенного в земле. Если подается только холодная вода, то теплопроводность используемых материалов из-за небольшого перепада температур не так важна, как их долговечность, прочность или цена.

Для подачи горячей воды в загородный дом по централизованной сети выделяют наземные трассы. Из-за большой разницы температур между горячей водой и окружающей средой большое внимание уделяется теплопроводности материала

Применение простых методик

В том случае, если трубы расположены практически на границе зоны промерзания, для исключения возможности прекращения подачи воды можно провести элементарные действия, не требующие больших вложений и квалифицированной работы.

Для южных регионов, где глубина залегания воды небольшая, достаточно осенью выкопать трубы, заполнить их экологически чистым изоляционным материалом и снова закопать траншею.

Для утепления можно использовать листья, солому, стружку или опилки. У них низкая теплопроводность, но следующей зимой они успеют сгнить в земле, поэтому эту процедуру необходимо повторять ежегодно.

Если по расчетам трубы расположены несколько выше уровня, позволяющего гарантировать отсутствие замерзания системы, то проблему можно решить вместо заглубления водопровода путем поднятия нулевой изотермы.

Это можно сделать двумя способами:

• увеличить толщину почвенного слоя, насыпав его сверху;
• использовать снег для утепления.

В обоих случаях центр полосы грунтового или снегового отвала располагается вдоль водопровода, а ширина должна быть не менее чем в два раза больше глубины труб.

Снег является хорошим естественным теплоизолятором. Даже 30-сантиметровый его слой может вдвое уменьшить глубину промерзания почвы

Отсыпка грунта изменит ландшафт в непосредственной близости, а утепление с помощью растительных и древесных отходов или снега необходимо проводить постоянно. Поэтому для долговременного и надежного решения проблемы утепления водопровода используются специально разработанные материалы.

Водопровод, проложенный под отметкой сезонного промерзания грунта в районе, изолируется только на участке, проходящем через толщу промерзающих зимой пород. Теплоизоляцию устраивают от указанного уровня до входа трубы в дом.

Если водопровод подведен в дом через неотапливаемый подвал, устроенный ниже глубины промерзания, то утепление производят в подвале. Затем вокруг участка водопровода устраивается деревянный короб, а пространство между ним и трубой засыпается опилками или базальтовой ватой.

Виды и формы материалов

Для изоляции водопровода используются материалы, представленные в виде ракушек – форм, повторяющих контуры труб и узлов системы. Изготавливаются из базальтовой ваты, стекловаты, пенополистирола, экструдированного пенополистирола, пенополиуретана, пеностекла.

При использовании минеральной ваты и стекловаты обязательным условием подземной прокладки является наличие покрытия из фольги. Он препятствует намоканию утеплителя, из-за чего теплоизоляционные свойства материала практически разрушаются. Оболочку можно заменить, обмотав трубу с базальтовым утеплителем рубероидом.

Из-за способности легко впитывать влагу при устройстве подземных сетей ватный утеплитель в виде нарезанных на листы или свернутых в кипы матов без гидроизоляции внешней защиты не применяют.

Исключением может быть прокладка трубопровода в бетонных лотках с обратной засыпкой свободного пространства между лотками и трубами керамзитом или подобным материалом.

Наличие конструктивного шва в цилиндрическом утеплителе на основе стекловаты позволяет легко установить изделие на водопровод

Теплоизоляционная оболочка представляет собой готовую цилиндрическую заготовку, внутренний диаметр которой совпадает с наружным диаметром труб. Изделия длиной от 60 см до 2 метров состоят из цельной трубы с конструкционным швом, если материал утеплителя эластичный, или из нескольких (чаще двух) секций. Главным преимуществом секционного материала для утепления является простота монтажа изделия.

Соединение половинок относительно тонкой оболочки происходит с перекрытием края элемента на соседний элемент во избежание образования незащищенных участков трубопровода. Смещение метровых отрезков обычно составляет 15-20 см.

Если нужно использовать утолщенный утеплитель, лучше выбирать скорлупу с монтажной фаской по торцевой кромке. Другим вариантом обеспечения плотных соединений является небольшое смещение частей оболочки относительно друг друга.

Для образования прочных стыков обечайки и повышения жесткости теплоизоляционной конструкции рекомендуется несколько смещать части обечайки относительно друг друга

При креплении частей корпуса используется сантехнический скотч. Защита стыка отводов труб, отводов и других элементов в системе производится с помощью форм специальной формы.

Теплоизоляционная краска и напыление пенополиуретаном

Одним из дополнительных решений для предотвращения промерзания наружного водопровода в грунте является жидкая или напыляемая теплоизоляция. Этот метод позволяет надежно, без швов и мостиков холода защитить участки со сложной геометрией, для которых сложно использовать стандартные материалы для утепления.

Пенополиуретан имеет жидкую консистенцию и наносится на утепляемые объекты методом распыления. Обладая одним из лучших показателей по теплопроводности, а также рядом других положительных свойств, этот материал характеризуется существенным недостатком: для его использования требуется специальное оборудование.

Пенополиуретан – один из лучших утеплителей для подземных коммуникаций. Однако напыление технологически сложный процесс, требующий дорогостоящего оборудования, соблюдения техники безопасности и профессиональных навыков

Найти компании, работающие с утеплением с помощью пенополиуретана, несложно, так как он активно применяется на различных объектах. Однако у всех поставщиков услуг есть ограничения по минимальной площади распыления, поэтому вряд ли удастся найти разумную альтернативу только ради 10 или 20 метров трубопровода.

Специальная теплоизоляционная краска для изоляции труб, аналогичная пенополиуретану, может наноситься методом распыления. Он продается в банках, поэтому эту процедуру легко выполнить самостоятельно. Также есть жидкий вариант, который позволяет окрашивать элементы сантехники обычной кистью.

Галерея изображений Фото из Теплоизоляционные краски представляют собой сложные многокомпонентные системы, включающие модификаторы, гранулы с теплоизоляционными свойствами и полимерную основу.Жидкая теплоизоляция наносится различными способами, в том числе с помощью пульверизатора или кисти. Выпускаются банки с изоляционной краской. Сплошной плюс керамической жидкой теплоизоляции заключается в том, что составы можно наносить на ржавые трубы без предварительной подготовки. В основном теплоизоляционная краска используется для покраски участков водопровода на вводе в дом и в неутепленном подвале Состав жидкой керамической теплоизоляции Нанесение состава аэрографом неотапливаемый подвал

Теплоизоляционная краска содержит добавки в виде керамических микросфер, пеностекла или перлита. Теплопроводность этого материала достаточно низкая, но из-за тонкого слоя нанесения его может оказаться недостаточно для решения задачи по утеплению участка водопровода, пересекающего толщу промерзающего грунта.

Из-за высокой стоимости наносить толстый слой теплоизоляционной краски дорого. Поэтому его использование для утепления оправдано только в местах со сложной геометрией или в местах, где могут возникать тепловые мосты.

Применение теплоизоляционной краски оправдано как для наружных работ, так и для участков водопровода сложной геометрии, расположенных в неотапливаемом подвале или в грунте

Однако в случае стальных труб применение краски по всей длине вместе с другой изоляцией может быть целесообразным по другой причине. Наличие в составе пористого материала приводит к высокому уровню сцепления, исключающему возможность внешней коррозии, что немаловажно для металлических конструкций, находящихся в грунте.

Готовые комплексные решения

Проблема замерзания уличной ветки водопровода очень актуальна. Спрос рождает предложение и поэтому на рынке существует большое количество готовых комплексных решений в виде теплоизолированных труб и фитингов. Они представляют собой окруженные изоляцией трубопроводы, которые заключены в сплошную или гибкую оболочку.

Галерея изображений Фото из Для оперативного монтажа подземных коммуникаций предварительно изолированные трубы выпускаются в гибкой и жесткой оболочке. Гибкие варианты проще в установке. Предизолированные трубы идеально подходят для подземных трубопроводов любой сложности и протяженности. Гидро- и теплоизоляционная оболочка защищает от воздействия окружающей среды.В предизолированных системах, предлагаемых к продаже, досконально продумано формирование узлов и подробно описаны технологии их выполнения.Предизолированные трубы укладываются в траншеях без каналы. Применяются при строительстве новых систем и линий, при модернизации и ремонте существующих сетей Предварительно изолированные трубы для коммуникаций Монтаж трубопроводов любой сложности Ручки и соединения в трубопроводных системах

Существуют как однотрубные, так и двухтрубные варианты готового решения для изоляции наружного трубопровода. Для обычного холодного водоснабжения оптимальным вариантом являются конструкции, содержащие пластиковые трубы. Они дешевле металлического аналога и отличаются высокой скоростью монтажа.

Изолированные трубы ПНД поставляются в бухтах длиной до 200 метров. Прокладка систем водоснабжения на их основе может осуществляться с минимальным количеством стыков.

Если в качестве внешней оболочки используется гофрированный материал, то возможна прокладка трубопровода без использования угловых соединений. Это возможно благодаря простоте выполнения изгибов малых радиусов всех частей комплекта.

Есть готовые комплексные решения по изоляции систем водоснабжения. Доступны одинарные и двойные трубы разного диаметра

Защита утеплителя от негативных факторов

Защита от замерзания водопровода, уложенного в землю, имеет свои особенности. Материал не должен полностью или частично терять свои теплоизоляционные свойства под воздействием внешних факторов.

Дооснащение или ремонт наружных слоев требует дорогостоящих и трудоемких земляных работ, поэтому целостность защитной конструкции необходимо учитывать сразу.

Деструктивное воздействие земли и воды

Подземный водопровод находится под давлением грунта, поэтому материал, используемый для утепления, может быть смят. Это может значительно увеличить его теплопроводность. Чтобы предотвратить такое развитие событий, необходимо создать прочную внешнюю оболочку с использованием труб большего диаметра или специальных лотков.

Минеральная вата гигроскопична и может быть раздавлена ​​усилием мизинца, так что слой грунта сдавливает материал и он теряет свою низкую теплопроводность

При использовании гигроскопичных материалов в качестве теплоизоляции трубопроводов необходимо исключить возможность влияния на них грунтовых вод, которые всегда находятся в грунте, независимо от степени водонасыщенности грунта.

Для защиты минеральной и стекловаты используются дополнительные средства защиты – пластиковые трубы большего размера, чем водопроводные, которые одновременно решают проблему смятия утеплителя.

Также для изготовления гидроизоляционной оболочки можно использовать следующие материалы:

• рулонная алюминиевая фольга;
• армированный (санитарный) скотч;
• рубероид;
• полиэтиленовая пленка высокой плотности.

Пенопласт, экструдированный пенополистирол плохо впитывают влагу, но со временем и при постоянной разморозке приходят в негодность. Пеностекло, пенополиуретан, а также теплоизоляционная краска совершенно не подвержены дроблению и влаге.

Защита лежащих на земле объектов от влаги с помощью рубероида — давно используемый, но не самый практичный вариант

Решение проблемы насекомых и грызунов

Еще одной причиной повреждения изоляции водопровода могут быть грызуны и насекомые. Муравьи прогрызают множество ходов в привлекательной для них теплоизоляции, а мыши используют ее для постройки гнезда. Эти действия оголяют части труб, что негативно сказывается на качестве изоляции.

Ни насекомые, ни мыши не могут разрушить пенополиуретан, пеностекло, а вот с базальтовой ватой они справляются отлично. Он и аналогичные материалы для внешней изоляции водопроводных труб должны быть защищены от грызунов, если они расположены на глубине менее 2 метров. Ниже 1 метра земляные муравьи не проникают, а лесные строят большой муравейник, где нельзя не заметить надземную часть.

Для защиты от грызунов можно обмотать утеплитель мелкой металлической сеткой. Чтобы исключить доступ не только мышей, но и муравьев, необходимо обмотать материал алюминиевой фольгой, армированным скотчем или использовать в качестве внешней оболочки пластиковые трубы или доски любой формы.

Оболочка из пенополиуретана или пеностекла выдерживает давление земли, воздействие влаги в грунте, не повреждается грызунами и насекомыми

Обогрев внешних систем подачи воды

Если рассматривать любую систему, то изоляция — это всего лишь способ увеличить время снижения температуры до значения, соответствующего окружающей среде. Поэтому иногда приходится прибегать к другому варианту предотвращения замерзания водопровода – отоплению.

Водоснабжение нагревается за счет внешних источников энергии и существует несколько способов организации этого процесса.

Организация циркуляции воды

Простейшим источником дополнительной тепловой энергии является вода, температура которой выше, чем в утепленной части водопровода. Если более теплая вода будет постоянно заменять охлажденную воду, система не замерзнет. По этой причине работает метод «открытого крана», когда организовано медленное, но постоянное движение жидкости по трубам.

Для холодного водоснабжения индивидуальных жилых домов можно организовать периодическую замену воды в наружном ответвлении на более теплую. При подаче от магистрального водопровода часто приходится сливать небольшими порциями для замены жидкости.

Для этого рационально использовать специальную емкость, находящуюся в доме, выполняющую также функции отстойника, из которого потом можно брать воду для своих нужд.

Сливать воду для предотвращения замерзания можно в то время, когда в этом нет необходимости. Накопительный бак позволяет использовать его позже

Если подача организована из колодцев, где температура воды обычно от 7 до 10 градусов Цельсия, включать насос нужно чаще. Для хранения воды также можно использовать обычный накопительный бак или гидробак.

Можно с помощью второй трубы и трехходового клапана организовать циркуляцию жидкости и слить ее обратно в колодец. За один раз достаточно откачать 1,5 – 2 объема из отрезка водопровода, пролегающего в земле между устьем колодца и входом в дом.

В случае забора воды из колодца также есть вариант самотеком слить ее обратно после остановки насоса. Этот метод нецелесообразно использовать при металлических элементах в системе водоснабжения. Постоянная смена жидкости и воздуха приводит к интенсивной коррозии внутренней поверхности труб и ухудшению качества воды.

В автономных системах водоснабжения на базе колодцев утеплять источник воды необходимо так же, как и теплоизоляцию самого трубопровода. Рекомендуем прочитать статью о способах теплоизоляции водяных колодцев.

Если есть вероятность длительного простоя воды и в результате замерзания, несмотря на утепление, необходимо использовать другие способы обогрева.

Использование электрического кабеля

Чаще всего в качестве дополнительного источника тепла для индивидуального водопровода, размещенного в земле, используют электрические кабели. Их можно размещать как внутри трубы, подающей воду, так и на ее внешней поверхности. Принцип нагрева заключается в преобразовании электрической энергии в тепловую.

Электрический кабель нагревает элементы сантехники, от которых тепло передается воде. Внешняя изоляция предотвращает утечку тепла в землю

Кабели, размещенные внутри системы, имеют более высокий КПД, чем внешние, за счет прямого нагрева жидкости.

К недостаткам такого варианта расположения кабеля можно отнести:

• более высокая цена за погонный метр за счет соблюдения экологических требований;
• сложность, а иногда и невозможность прохождения криволинейных участков водопровода;
• настойчивые рекомендации специалистов подключать через УЗО, несмотря на наличие сертификатов соответствия повышенным требованиям по электрозащите.

Установка обоих вариантов примерно одинаково сложна. Кабель, проходящий внутри трубы, продается в комплекте со специальной муфтой. Его подключение осуществляется через стандартную футболку. Внешний кабель фиксируется алюминиевой лентой, а сверху обязательно ставится изолирующая оболочка, чтобы энергия не уходила в землю.

Галерея изображений Фото из Греющий кабель прокладывается двумя способами: снаружи и внутри водопровода. Первый способ проще в реализации.Для прокладки кабеля внутри трубы его протягивают в полость, чтобы он не «складывался» и не болтался.На открытых участках допускается покрытие водопровода греющим кабелем с теплоизоляцией, способной впитывать влагу с гидроизоляционными свойствами Монтаж нагревательного кабеля снаружи трубы Технические условия на монтаж кабеля внутри трубы Изоляция водопроводных труб на открытых площадках Прокладка труб с кабелями в земле

В комплекте с резистивным кабелем, вырабатывающим постоянное количество тепла, для экономии энергии лучше использовать термостат для автоматического включения и выключения нагрева. При использовании саморегулирующегося варианта кабеля необходимо правильно подобрать параметры, тогда нет необходимости использовать устройство контроля температуры.

Существуют готовые комплексные решения, которые помимо водопровода, утеплителя и жесткой водонепроницаемой оболочки имеют встроенный нагревательный кабель. Такие комплекты значительно сокращают время монтажа системы, но покупка всех элементов по отдельности обойдется намного дешевле.

Готовые решения для подземных трубопроводных систем могут включать нагревательный кабель, что практически исключает возможность промерзания системы

Нагревательный кабель можно использовать для обогрева как части системы, так и всей наружной части трубопровода, что избавляет от необходимости прокладки линии ниже отметки сезонного промерзания.

Применение теплого воздуха

Еще один действенный способ уберечь водопровод, проложенный в земле, от замерзания – обогревать его теплым воздухом из дома. Есть два варианта — с естественной и принудительной циркуляцией воздуха и оба требуют установки дополнительного закрытого лотка или трубы большего диаметра.

При естественной циркуляции воздуха на водопровод ставится труба и утепляется снаружи. Он имеет выход в теплое помещение, а потому происходит медленная циркуляция воздуха, окружающего водопровод, передавая ему тепло из подвала или первого этажа дома.

Во втором случае по всей длине водопровода крепятся два канала (п-образные профили), по которым проходит воздух. Они упакованы изоляцией и закрыты наружной трубой, чтобы избежать защемления изоляции и профилей землей.

В конце отапливаемой секции эти профили соединяются между собой, образуя замкнутую систему с входом и выходом внутрь помещения. Подача воздуха принудительная с помощью фена.

Схематическое изображение утепленной конструкции подземного водопровода в случае его обогрева горячим воздухом из помещения. Вариант принудительной циркуляции включает в себя использование фена, направляющего струю воздуха в один из профилей

Выводы и полезное видео по теме

Видео №1 Прокладка трубопровода в земле от колодца до дома с его утеплением и оттенком промерзания у фундамента:

Видео №2 Изоляция водопровода на основе пластиковой трубы и способ утепления колена с помощью баллона большего диаметра:

Видео №3 Подробная инструкция по креплению наружного нагревательного кабеля с учетом правильного обхода креплений и отводов:

Качественное утепление или подогрев водопровода, расположенного под землей, обеспечит бесперебойную подачу зимой. При пренебрежении правилами монтажа и защиты от холода может последовать сложная процедура разморозки и дорогостоящий ремонт сантехники.

Хотите рассказать о собственном опыте монтажа теплоизоляции водопроводов на загородном участке? Хотите поделиться полезной информацией с нами и посетителями сайта? Пишите комментарии в блоке ниже, задавайте вопросы, выкладывайте картинки по теме.