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°):

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

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:

• Пенопласт или пенополистирол — это химически инертный, легкий материал, имеющий структуру закрытых ячеек, не связанных между собой.
• Утеплитель имеет низкий коэффициент теплопроводности, 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.

Выполнив все рекомендации по монтажу, аккуратно надев утеплительную скорлупу на трубы и защитив ее сверху слоем гидроизоляции, можно создать герметичное утепление, которое сохранит трубопровод 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

Сравнительные характеристики пенополиуретана и минеральной ваты, применяемых для утепления труб:

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

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:

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 вариант следует 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:

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 этом многообразии 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:

Чтобы не заставлять читателя проводить самостоятельные расчеты, предлагаем воспользоваться возможностями встроенного калькулятора:

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