Как выполнить теплоизоляцию для труб отопления своими руками + формулы расчета толщины утеплителя

Доброго вам времени суток, мой уважаемый читатель!

Эта статья о том, для чего нужна теплоизоляция для труб отопления как в доме, так и за его пределами. Мы привыкли к тому, что утепляют трубы отопления на улице. Но нередко возникают ситуации, когда утеплять нужно и трубопроводы в доме.

В этой статье я расскажу вам, когда, зачем и как нужно теплоизолировать систему отопления и какой материал лучше выбрать.

Для чего нужна термоизоляция труб

Причин для термоизоляции труб отопления довольно много. Они немного различны для наружных трубопроводов и внутренней системы отопления.

Необходимость утепления наружных труб

Манипуляция экономит тепловую энергию и, соответственно, топливо и деньги. Все мы иногда видим большие трубопроводы от котельных к многоэтажным домам, утепленные минеральной ватой и завернутые в стеклохолст. Коммуникации отопления под землей – в коробах и без них – также утепляют. Иногда и в частных домах нужно проложить трубы отопления вне здания, когда котельная стоит отдельно от жилого дома, или один отопительный агрегат обогревает дом и баню или гараж.

Вторая и не такая очевидная причина – при аварийной ситуации и прекратившемся нагреве теплоносителя утепление трубопровода предохранит его от промерзания. Хорошая теплоизоляция удлиняет время замерзания жидкости в трубе отопления и позволяет или слить теплоноситель из системы, или отремонтировать поломку и запустить систему заново. Утепление толщиной несколько сантиметров задерживает замерзание теплоносителя на срок от нескольких часов до 2–3 суток – если температуры не очень низкие или трубы находятся под землей, ведь почва сама по себе неплохой теплоизолятор.

Третья и совсем неочевидная причина, или, правильнее сказать, дополнительный плюс утепления труб отопления – герметичные утеплители замедляют коррозию стальных труб. Особенно помогает в антикоррозионной защите утепление способом напыления современными вспененными пластиками. А утепление минеральной ватой без надежной гидроизоляции может привести к обратному эффекту – промокшая минвата не только теряет свои теплоизоляционные свойства, но и создает идеальные условия для коррозии.

Еще один довод – возможность проложить трубопровод отопления выше уровня промерзания почвы. Это позволяет немало сэкономить на земляных работах при прокладке системы и при ее замене, облегчает доступ к трубам при ремонте.

Причины для утепления внутренней системы отопления

Основная причина – экономия топлива. Утепляют трубы отопления, проходящие через неотапливаемые помещения – подвалы, гаражи, кладовые, котельные, чердаки; в местах прохождения через стены и перекрытия. Это позволяет сэкономить до 10–20 % тепла. Даже небольшие потери тепла при прохождении перекрытий и стен составляют до 5 %.

Решая, надо или нет выполнять теплоизоляцию трубы в неотапливаемом помещении, учитывайте: это не только сэкономит затраты на топливе, но и уменьшит время работы отопительного агрегата и увеличит ресурс его работы.

Иногда при прохождении труб отопления через неотапливаемые помещения возникает необходимость предохранить трубы от замерзания в морозы.

Если система отопления имеет достаточно высокую температуру, то желательно теплоизолировать трубы в стенах и перекрытиях, чтобы уменьшить вредное воздействие тепла на строительные материалы – температура в 70…80 °С нежелательна для бетона, цементных стяжек, линолеума, паркета. К низкотемпературной системе теплого пола это не относится.

Утеплять стояки отопления в комнатах бессмысленно, ведь тепло от стояков все равно попадает в жилое помещение. Иногда используют теплоизолированные трубы в помещениях с нерегулярным включением отопления – например, на веранде, используемой только весной для выращивания рассады, в бане и т.д. Батареи при этом включают или выключают по необходимости.

Иногда трубы отопления утепляют по совершенно нетипичным причинам. Знаю случай, когда в доме с частыми перебоями в подаче электроэнергии утеплили трубы на веранде с тонкими стенами: утепленный дом выстывает медленно, а на веранде при отключении отопления трубы в дальнем углу перемерзали. Теперь при остановке котла радиатор сливают, а вода в трубах отопления с теплоизоляцией выстывает медленно и не перемерзает.

Требования к утеплителю для труб отопления

Чтобы теплоизоляция труб отопления была качественной и полностью выполняла свою задачу, изоляционные материалы должны соответствовать определенным требованиям:

1. Обеспечивать хорошую теплоизоляцию, обладать небольшим коэффициентом теплопроводности.
2. Иметь достаточную прочность, выдерживать давление почвы или случайные повреждения (для установки в помещениях).
3. Обладать достаточной долговечностью – желательно несколько десятков лет.
4. Не впитывать влагу, не разрушаться под ее воздействием.
5. Обладать достаточной морозостойкостью.
6. Не подвергаться коррозии, быть устойчивым к гниению, грибкам и т.д.
7. Для утепления на улице – быть устойчивым к ультрафиолету.
8. Обладать хорошей технологичностью – т.е. утеплитель должен легко монтироваться, резаться, соединяться и т.д.
9. Быть нетоксичным для людей и животных.

Рулонные утеплители

В тонких гибких листах и рулонах выпускают вспененный полиэтилен, синтетический каучук, минеральную вату. Минвата имеет толщину до 50 мм, полиэтилен и каучук – до 20 и 32 мм соответственно. Полиэтилен обычно применяют фольгированный, минвата и каучук в виде фольгированных изделий встречается реже. Очень редко используют жесткие листовые теплоизоляционные материалы – пенополистирол или пенополиуретан. Ими невозможно обернуть трубу, но можно склеить небольшой короб.

Кожуховые и секционные утеплители

Для утепления трубопроводов удобно пользоваться готовыми изделиями – всевозможными скорлупами, трубками, кожухами. Готовые изделия обычно выпускают из твердых материалов – ППС, ППУ; реже встречаются трубки из вспененного каучука. Зато гибкие чехлы из вспененного фольгированного полиэтилена – самый распространенный недорогой утеплитель для трубопроводов, проложенных в помещении и не требующих особой изоляции.

Напыляемый утеплитель

Напылять на трубопроводы непосредственно на месте монтажа можно только пенополиуретан. В строительстве применяют специальные установки, в быту – знакомые всем баллончики с пенополиуретановой пеной. Трубопровод, закрытый пеной, одновременно защищен от коррозии. Но стоит такое утепление довольно дорого.

Виды теплоизолирующих материалов, их преимущества и недостатки

Промышленность выпускает множество разновидностей изделий для теплоизоляции труб не только систем отопления, но и водопровода и канализации. Приведу краткий обзор материалов, их достоинств и недостатков.

Волокнистые ваты

Минеральные ваты изготавливают из стекла, расплавленного доменного шлака (шлаковая), изверженных горных пород – базальта (каменная). Минвату изготавливают путем продавливания через фильеры расплава исходного материала. В зависимости от технологии готовые изделия могут иметь различную структуру и направление волокон.

Стеклянная вата менее устойчива к высоким температурам, стеклянные нити хрупкие и доставляют много неудобств при монтаже и погрузке: крохотные обломки волокон попадают на кожу и вызывают раздражение, спецодежду сложно отстирать после работы.

Минеральная вата имеет низкую теплопроводность – 0,035–0,040 Вт/м°C, она зависит от плотности. Устойчива к ультрафиолету, агрессивным химическим веществам, высокой температуре, обладает звукоизоляционными свойствами.

Существенный недостаток минваты – высокая гигроскопичность. Даже в сухом месте ее теплопроводность падает на 50 % за 3 года вследствие впитывания влаги. Полностью защитить теплоизоляцию из минваты от впитывания влаги из воздуха невозможно даже в сухом месте. Поэтому ее ни в коем случае нельзя применять для теплоизоляции подземных трубопроводов. Под землей минеральная вата очень быстро наберет воду и потеряет свои свойства.

Мягкие плиты из минваты очень быстро сминаются от нагрузки. При утеплении подземных коммуникаций через несколько лет трубопроводы прогнутся, что нежелательно, а в отдельных случаях может даже привести к разрушению труб.

Для теплоизоляции системы отопления применяют в основном готовые скорлупы с покрытием и без покрытия или гибкие минераловатные маты (листы). Более плотные плиты большой толщины для утепления труб не применяются.

Лучше всего применять готовые скорлупы с покрытием. Гибкие маты необходимо заворачивать в рубероид, стеклохолст, в помещении можно завернуть в пенофол – вспененный фольгированный полиэтилен.

Вспененные полимеры

Для теплоизоляции применяют вспененные полимеры – пенополистирол, пенополиуретан, пенополиэтилен – и синтетический каучук.

Пенополистирол

Пенополистирол встречается под несколькими названиями – пеноплекс, пенопласт, пенополистирол. Это недорогой и качественный вид теплоизоляции, не впитывающий воду, долговечный, устойчивый к замерзанию, химическая инертный. ППС легко режется, клеится, транспортируется. Основной недостаток – нестойкость к ультрафиолетовому излучению.

По способу производства ППС бывает двух видов:

1. Экспандированный. Ослепительно-белая масса из крупинок, знакомая всем по упаковкам бытовой техники. Обычно называют пенопластом. Теплопроводность 0,038 Вт/(м*С, плотность небольшая – до 30 кг/м³, он непрочный, немного впитывает влагу, не подходит для подземного монтажа. Но для применения в подвале или гараже вполне сойдет – лишь бы его не задевали и не обжигали ультрафиолетовые лучи. Не стоит думать, что небольшая плотность и прочность обуславливают недолговечность – при оптимальных условиях эксплуатации он спокойно отстоит и 50 лет. Пример – промышленные стационарные (разборные) холодильники утепляют пенопластом, и после разборки теплоизолятор выглядит как новый, хотя ему уже 50–60 лет.
2. Экструдированный (экструзионный). Производители обычно красят его в нежные голубые, лимонные, оранжевые или розовые цвета – чтобы отличить от пенопласта. Именно этот теплоизолятор известен как пеноплекс – по названию первого производителя в России. Он имеет более высокую плотность (25–75 кг/м³) и прочность, полностью закрытые очень мелкие пузырьки воздуха, не впитывает влагу, теплопроводность 0,029–0,034 Вт/(м*°С). Для утепления трубопроводов выпускаются скорлупы. Внутренний диаметр – от 32 до 160 мм, толщина – до 100 мм.

Пенополиуретан

Вспененный жесткий пенополиуретан – твердый материал, более прочный, чем ППС. В качестве теплоизоляции труб отопления при подземной прокладке применяют именно ППУ. Он долговечен, устойчив к влаге, но неустойчив к ультрафиолету. Плотность 30–86 кг/м3.Отличный теплоизолятор – коэффициент теплопроводности 0,029–0,041 Вт/(м*°С). ППУ нельзя клеить или напылять на битумные материалы.

Для утепления труб отопления применяют готовые скорлупы. Их выпускают и для труб большого диаметра (более 1 м). ППУ дороже, чем ППС. Теплоизоляция с помощью напыления однокомпонентной быстротвердеющей пены из баллончиков обходится довольно дорого. В промышленном строительстве двухкомпонентный пенополиуретан напыляют на трубы или утепляемые поверхности с помощью специальных установок.

Выпускают трубы с уже готовым напылением. ППУ скорлупы чаще всего выпускают с оболочкой из оцинковки, полиэтилена с фольгой, стеклопластика и стеклохолста, поэтому они стоят довольно дорого. Такие изделия изначально рассчитаны на применение под землей или на открытом воздухе.

Вспененный полиэтилен

Полиэтилен – самый распространенный и самый дешевый полимер. То же можно сказать о вспененном ПЭ. Чаще используют листовой фольгированный ПЭ. Достоинства – большая гибкость и пластичность, им можно обернуть любое коленце труб отопления и склеить скотчем.

Недостатки – неустойчивость к ультрафиолету, небольшая прочность, небольшая толщина (и соответственно слабая теплоизоляция). Может впитать до 8 % воды. Непригоден для подземной прокладки, впрочем, для надземной тоже. Коэффициент теплопроводности 0,0397 Вт/(м*°С).

Кроме обычного пенофола, который продается во всех магазинах, выпускают вспененный ПЭ из более прочного сшитого полиэтилена.

Бывают трубки из фольгированного пенофола: цельные либо с разрезом и клейким слоем. Диаметры – от 6 до 114 мм, толщина – от 6 до 25 мм. Листы бывают фольгированные и самоклеящиеся, толщина – от 3 до 20 мм.

Вспененный каучук

Современный синтетический каучук обладает высокой долговечностью, прочностью, гибкостью и пластичностью, маленькой теплопроводностью – 0,038 Вт/(м*°С).

Выпускают вспененный синтетический каучук для утепления в листах, в том числе с клеевым слоем, и в виде труб. Толщина слоя теплоизоляции – 6–32 мм. Теплопроводность при 0 °С – 0,038 Вт/(м*°С). Вспененный каучук очень гибкий, прочные закрытые поры с воздухом обеспечивают стойкость к поглощению влаги.

Каучуковые листы и трубки обеспечивают более качественную теплоизоляцию, чем полиэтиленовые изделия. Недостаток – большая цена, чем у ППС, ППУ, ПЭ.

Комбинированные материалы

Комбинированные материалы для теплоизоляции труб отопления делятся на три вида: листы, формованные изделия, трубы с готовой напыленной теплоизоляцией. Листы – обычно фольгированный полиэтилен (пенофол, фольгоизол), вспененный каучук с напылением.

Формованные изделия – скорлупы из ППУ, ППС, плотной и достаточно жесткой минваты с оболочками из ПЭ, стеклохолста, стеклопластика, армированной фольги, оцинкованной стали и некоторых других материалов. Обычно такие изделия выпускают из пенополиуретана – он прочнее ППС и не впитывает влагу, как минеральная вата.

Выпускают готовые трубы с напыленной промышленным способом теплоизоляцией из ППУ – пластиковые, металлические, в том числе медные.

Комбинированные формованные изделия и трубы с промышленно напыленной теплоизоляцией быстро монтировать, но они довольно дорого стоят.

Иногда систему отопления утепляют сразу двумя видами теплоизоляции – чаще всего в целях экономии, из материалов подешевле, или закрывают пенофолом скорлупы из ППУ и ППС без оболочки для защиты от ультрафиолета.

Краски и напыляемые пены

Технология производства пенополистирола и полиэтилена не позволяют применять их в домашнем строительстве. Доступен для использования только пенополиуретан – знакомые всем баллончики с пеной. Это очень практичный способ надежно гидро- и теплоизолировать трубы. Но способ довольно дорогой и не слишком эстетичный. Кроме того, нежелательно его использовать при теплолизоляции места прохождения труб отопления через стены или перекрытия. Застывшая пена плотно зажимает трубы, и при перепадах температуры в системе отопления и подвижках труб вследствие температурного расширения могут возникнуть малопонятные звуки.

Существуют еще теплоизолирующие краски. Очень дорогие и очень разрекламированные. Они действительно хорошо теплоизолируют конструкции – но точно так же, как и слой любого вспененного полимера той же толщины. Поэтому особо уповать на такие краски не стоит, и их применение для теплоизоляции оправданно только там, где невозможно завернуть трубу хотя бы в тонкий пенофол, а утепление необходимо. Тогда выручит краска – 2–3 слоя равны по толщине 2-3 мм утеплителя, теплоизолировать будут так же, как тоненький пенофол. Для подземной и наружной теплоизоляции краска совершенно непригодна.

Какой вариант утепления лучше

Выбор материала теплоизоляции зависит в первую очередь от условий эксплуатации – подземный или наружный монтаж, прокладка труб отопления на чердаке или в подвале, на веранде или в котельной, в стене или перекрытии.

При прокладке труб отопления в земле нельзя применять непрочные и гигроскопические теплоизоляторы – минвату, полиэтилен, пенопласт (экспандированный). Зато скорлупы из ППУ и ППС словно специально созданы для подземного монтажа. В сухих подвалах и чердаках можно применять любые материалы (с учетом того, что толщины вспененного ПЭ и каучука может быть недостаточно). При прокладке отопления в кладовых, котельных, полуобитаемых верандах нет необходимости в толстом слое теплоизоляции. Зато нужно подумать о том, как эту самую теплоизоляцию мыть – за скорлупки из минваты жена вас отнюдь не похвалит.

Толщина слоя теплоизоляции также зависит от места монтажа отопления – на улице желательно делать теплоизоляцию толщиной не меньше 100 мм, в помещении 30–50 мм, для прохода труб отопления через стены или перекрытия в доме или квартире достаточно и трубок из пенофола толщиной 10 мм. В этом случае нежелательно использовать пену из пенополистирола – он очень жестко крепит трубы в проеме, а для пластика это нежелательно.

При прокладке системы отопления в подвалах для хранения овощей и домашней консервации теплоизоляция отопления должна быть такой же, как и для труб на улице – ведь идеальная температура для подвала – +2…+3 °С, подогрев подвалу не нужен.

Как рассчитать толщину утеплителя

Толщина теплоизоляции труб отопления рассчитывается в соответствии с СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003. Ниже приведен расчет для надземной прокладки трубопроводов отопления – именно в этом случае важно не ошибиться с толщиной теплоизоляции, чтобы трубы не перемерзли в морозы. При подземной прокладке даже при заглублении трубопровода на 500 мм земля послужит дополнительным утеплителем и небольшая ошибка с его толщиной особой роли не играет. В большинстве климатических зон достаточно толщины ППУ или ППС скорлуп толщиной 50 мм.

Расчет ведется с некоторыми приближениями – не учитывается теплопередача самой трубы отопления, но этим параметром можно пренебречь. Пренебрегают и наружным изоляционным слоем – оцинковкой, рубероидом, стеклохолстом, так как он слишком тонкий, чтобы реально влиять на параметры теплоизоляции. Расчеты приводятся для однослойной теплоизоляции трубы отопления.

Основная формула (для труб диаметром меньше 1400 мм):

ln B = 2πλ [К*(tT — to)/qL — RH], где

• λ — коэффициент теплопроводности теплоизоляции (справочное данное);
• К — коэффициент дополнительных теплопотерь через опоры, принимаем К=1,2;
• tT— температура теплоносителя (см. таблицу 1);
• to— температура наружного воздуха (среднегодовая в отопительный период, выбирается для вашей местности по СП 131.13330.2012 Строительная климатология, приложение 3);
• qL— величина теплового потока (см. таблицу 2);
• RH— сопротивление теплопередаче на наружной поверхности утеплителя (табличное значение, для температур до 100 °С при диаметре 32 мм – 0,5; 40 мм – 0,45; 0,50 – 0,4 м·°С/Вт).

Таблица 1. Среднегодовые температуры теплоносителя в водяных тепловых сетях, °С

Вид трубопровода	Расчетные температуры теплоносителя, °С
Подача	65	90	110
Обратка	50	50	50

Таблица 2. Нормы плотности теплового потока для трубопроводов на открытом воздухе и

длительности работы менее 5000 ч. в год

Условный проход трубопровода, мм	Температура теплоносителя, °С
	20	50	100
	Плотность теплового потока, Вт/м
15	4	10	18
20	5	11	21
25	5	12	23
40	6	14	26
50	7	16	29

Рассчитывают ln B, определяют значение коэффициента В по онлайн-калькулятору, подставляют значение В в следующую формулу.

где

• δиз — толщина изоляционной конструкции;
• dизн— наружный диаметр трубопровода отопления с теплоизоляцией;
• dстн— наружный диаметр изолируемой трубы.

Рассчитывают толщину изоляционного слоя:

Толщину трубы для утепления труб отопления в частном доме можно рассчитать на онлайн-калькуляторе. В СП 61.13330.2012 приведены способы расчета и справочная информация для других условий прокладки труб, Но в сложных случаях необходимо обратиться к специалистам.

Как правильно провести изоляцию

Теплоизоляция трубопроводов отопления в условиях частного дома не очень сложна, ее можно выполнить своими руками. Достаточно просто соблюдать несложные условия. Все тонкости процесса утепления труб можно увидеть на видео.

На улице

При монтаже теплоизоляции на открытом пространстве важно обеспечить трубопроводу надежную герметизацию от попадания осадков и изолировать утеплитель от солнечных лучей. Раньше для теплоизоляции нередко использовали минвату и оборачивали ее рубероидом, сейчас обычно применяют скорлупки из ППС или ППУ с наружным слоем из оцинковки, армированной фольги, стеклохолста или стеклопластика. Теплотрасса на улице испытывает постоянные ветровые нагрузки, поэтому необходимо подбирать прочный материал для теплоизоляции – ППУ, зкструдированный пенополистирол. Для теплотрассы большого диаметра используют оболочки из оцинкованной стали.

Под землей

При монтаже теплоизоляции под землей необходимо особо тщательно герметизировать утепление стальных труб отопления. Нужно тщательно проклеивать стыки скорлуп, заделывать сложные места ППУ пеной. Качество монтажа трубопровода отопления и теплоизоляции зависит от подготовки траншеи – должен быть выдержан уклон, трубопровод с теплоизоляцией засыпан песком. Под землей лучше всего использовать для теплоизоляции готовые скорлупы с наружной оболочкой из стеклохолста, стеклопластика, крафт-бумаги.

Внутри помещений

Внутри сухих помещений, чердаков, подвалов часто используют для теплоизоляции труб отопления минеральную вату – рулонную или в виде скорлуп. Сверху ее оборачивают пенофолом, стеклохолстом, рубероидом, фиксируют проволокой или скотчем. Можно использовать и скорлупы из пенопласта или пенофол.

Заключение

Я прощаюсь со своим уважаемым читателем! Надеюсь, что эта статья помогла вам сориентироваться в разнообразии методов теплоизоляции труб отопления и выбрать для себя оптимальный. Подписывайтесь на обновление этого сайта, приводите друзей, делитесь с ними интересной информацией в социальных сетях.