Способы защиты водопроводных труб от промерзания

Защита водопроводных труб от промерзания

Промерзание труб системы водоснабжения на сегодняшний день является очень актуальной проблемой, которая обусловлена низкими температурами в зимнее время года. Низкие температурные показатели приводят к замерзанию воды внутри труб. Это чревато нарушением целостности отдельных элементов системы водоснабжения и их разрушением, что приводит в итоге к выходу из строя всей системы водоснабжения. Возникает необходимость в принятии контрмер по устранению проблемы – промерзанию водопроводных труб и замерзанию воды в элементах системы водоснабжения. На восстановление функционирования системы водоснабжения может уйти очень много времени, что в свою очередь неизбежно потребует значительного финансирования. Намного целесообразнее предупредить проблему, чем устранять её последствия в дальнейшем.

Существует несколько способов предотвращения промерзания труб и элементов системы водоснабжения:

• установить нагревательный кабель для водопроводных труб;
• удалить всю воду из системы водоснабжения;
• обеспечить постоянное давление воды в водопроводе;
• провести дополнительное утепление труб;
• провести дополнительное утепление цоколя и подвала дома, установить обогреватель;
• обеспечить постоянную циркуляцию воды в системе;
• обеспечить постоянное поддержание положительной температуры в доме в зимнее время;

Данные способы могут быть использованы комплексно или же самостоятельно, в зависимости от условий эксплуатации. При правильной реализации итоговый результат будет положительным.

Основные проблемные зоны водопровода

Зона выхода водопроводной трубы из скважины или колодца – точки водозабора, зона ввода трубы в дом – вот основные проблемные зоны, на которые нужно обратить особое внимание в первую очередь.
При планировании организации водоснабжения дома необходимо учесть возможность промерзания труб и осуществлять их прокладку на глубине больше уровня промерзания грунта в регионе. Общей рекомендацией будет осуществлять прокладку водопроводных труб на глубине 1,5-1,7 м. При этом труба должна быть утеплена.

Более сложной задачей является утепление и переделка уже проложенных труб, особенно, когда нет возможности или затруднительно опустить их на достаточную глубину. В таком случае остается только дополнительно утеплять трубы и использовать греющие кабели для предотвращения замерзания воды. Одним из «народных» способов утепления является использование канализационной трубы, которая одевается на водопроводную, а пустоты между ними заполняют монтажной пеной. Такой способ, конечно, не гарантирует, что труба не промерзнет на сложных участках – в местах соединений и разветвлений трубы. В таких местах лучше воспользоваться нагревательным кабелем.

Нагревательный кабель для водопроводных труб

Данный способ защиты от промерзания труб используется относительно недавно. Здесь в качестве главного элемента выступает нагревательный кабель. При этом он может располагаться или с наружной части трубы, обволакивая ее, или внутри водопровода. В обоих случаях часть элемента системы водоснабжения, которая нуждается в дополнительной теплоизоляции, предварительно оборачивается слоем фольги. Это позволит свести к минимуму возможные теплопотери.

Кабельные системы обогрева – это готовые комплекты, состоящие из провода разной длины, с определенной мощностью, вилкой на одном из концов и термостатом на другом конце кабеля. Термостат обеспечивает поддержание заданной температуры нагрева трубы и может самостоятельно включать или отключать систему нагрева в заданном диапазоне температур. В набор многих комплектов входит и терморегулятор, позволяющий управлять температурой и потреблением электроэнергии.

Основными преимуществами кабельной системы обогрева является возможность ее установки как на трубы, проходящие под землей, так и по поверхности, при этом в среднем энергопотребление обогревательной системы небольшое – порядка 15 Вт/м., и прежде всего, зависит от предполагаемой минимальной температуры воздуха и теплоизоляции трубы.

Варианты монтажа нагревательного кабеля на трубе

Однако важно помнить, что в случае прекращения подачи электроэнергии система подогрева также перестаёт функционировать. Возникновение такой ситуации должно быть предусмотрено заранее. Для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии стоит приобрести и установить дополнительный автономный электрогенератор.

Наиболее известными и популярными производителями кабельных систем обогрева являются такие компании как Ebeco, Tyco Thermal Controls, Ensto, Nelson EasyHeat, Raychem, Nexans, Специальные системы и технологии, и др.

Нагревательный кабель для водопроводных труб

Нагревательный кабель для водопроводных труб

Наружное расположение нагревательного кабеля

Нагревательный кабель может располагаться вдоль трубы одной или несколькими линиями.

Ещё один вариант расположения нагревательного элемента — по спирали вдоль трубы. При монтаже нагревательного кабеля необходимо проследить, чтобы шаг кабеля был равномерным.

Волнистой линией вдоль трубы нагревательный кабель располагается в том случае, если для линейного способа размещения длина кабеля слишком большая, а для спирального недостаточная.

Монтаж кабеля на поверхности трубы: 1. Датчик температуры 2. Нагревательный кабель 3. Водопроводная труба 4. Клейкая лента 5. Теплоизоляция

Внутреннее расположение нагревательного кабеля

При внутреннем размещении обогревательного элемента используется кабель со специальным покрытием. Верхний слой кабеля позволяет применять данный способ утепления труб и в трубопроводах с питьевой водой.
Следует отметить, что при использовании нагревательного кабеля нет необходимости размещать систему водоснабжения на большой глубине.

Как правило, установку нагревательного кабеля внутри труб выполняют в случае отсутствия возможности проложить его снаружи. Для внутренней прокладки кабели используют специальные комплекты, предназначенные для установки в водопроводных трубах диаметром от 1/2″ до 1″.

Дополнительная теплоизоляция и утепление водопроводных труб

Наиболее популярная защита от промерзания труб — предварительное принятие мер по дополнительной теплоизоляции системы водоснабжения и водопроводных труб. Материалы, используемые при этом, могут быть самыми разными.

Минеральная вата. Такой утеплитель используется довольно часто. В строительстве он пользуется большим спросом. Его преимущества заключаются в устойчивости к перепадам температурных показателей, простоте проведения монтажных работ, а также в способности очень долго выполнять свои непосредственные функции.

Вспененный полиэтилен. Отличается доступностью и высокими теплоизоляционными свойствами. Верхний слой утеплителей на основе вспененного полиэтилена выполнен из фольги, которая позволяет отражать тепло внутрь, что дополнительно снижает теплопотери.

Пенопласт (пенополистирол). Пенопластовый утеплитель для труб представлен в виде своеобразного чехла (короба), состоящего из двух половинок в продольном сечении. Для утепления соединительных узлов используется специальная скорлупа из пенопласта различной формы. Крепление отдельных элементов при этом осуществляется вручную.

Как избежать замерзания воды зимой в трубах

Инженерные коммуникации, в том числе водоснабжение и канализация, обеспечивают современному человеку цивилизованные условия. В частном секторе ответственность за состояние трубопроводов лежит на домовладельце. Что сделать, чтобы вода в трубах зимой не замерзала, следует подумать еще на этапе строительства. Если в процессе эксплуатации обнаруживаются какие-либо дефекты, их следует исправить до наступления холодов.

Виды домашних трубопроводов

По месту расположения коммуникации бывают внутренние или наружные. Больше всего подвержены замерзанию уличные трубопроводы, а если хозяева уехали на зиму и не слили воду, могут перемерзнуть и домашние системы.

Типичная конструкция водоснабжения в частной застройке состоит из скважины или колодца, подземного трубопровода, подключенного к внутренним коммуникациям. В качестве источника питания водой может выступать центральная магистраль или общая скважина на несколько домов.

Схема водоснабжения

Водоводы изготавливаются из различных материалов: стали, чугуна, термопластов, хризотилцемента, стеклопластика и т.д. Наибольшей популярностью в частном строительстве пользуются трубы из полипропилена, полиэтилена, металлопластика. Они долговечны, недороги и технологичны в монтаже.

Почему трубы замерзают

Риск замерзания воды в трубопроводе существует независимо от материала изготовления. Но в стальных конструкциях активное образование льда начинается раньше, чем в пластиковых. Это связано с высокой теплопроводностью металла, который намного быстрее остывает на морозе.

Так разрывает трубы на морозе

Замерзание воды в трубе наблюдается при температурах от -7 °С. Провоцирующие факторы:

• прокладка трубопровода выше уровня промерзания почвы или на открытом воздухе;
• несоблюдение уклона, из-за чего трубы постоянно находятся в наполненном состоянии;
• неправильно функционирующие краны, вентили и клапана, задерживающие отток воды.

Очень неприятное явление — разрыв трубы, которое вызывается расширением воды при переходе из жидкой фазы в твердую. В этом случае приходится заменять поврежденный участок, что в условиях низких температур не самое простое мероприятие.

Правильная укладка

Грамотный монтаж поможет избежать таких серьезных проблем, как замерзание воды, потеря проходимости и разрыв трубы. Основные требования прописаны в СП 31.13330.2012, которые распространяются и на частное домостроение.

Глубина

Согласно строительных нормативов водопроводные трубы рекомендуется укладывать ниже уровня промерзания земли. По результатам многолетних наблюдений в самые холодные месяцы года составляют специальные карты или таблицы.

Глубина заложения трубопровода зависит от климатических условий в регионе и состава почвы на участке. Суглинки и глины промерзают меньше, чем пески или каменистые грунты Так, в Московской области эта величина находится в промежутке от 1,35 до 2 м, в Краснодарском крае — 0,3-0,5 м, в Сургуте 2,2-2,9 м.

Карта промерзания грунта

Уклон

При укладке нужно строго соблюдать обратный уклон не менее 0,001 в сторону колодца или точки врезки. На плоском рельефе его можно уменьшить до 0,0005.

Уклон должен быть

Это значит, что перепад высот на каждом погонном метре длины должен составлять не менее 0,5-1 мм. Даже при таком малом уклоне вода самопроизвольно стечет обратно в колодец или магистраль и не будет застаиваться, создавая условия для образования льда.

Как избежать замерзания труб

Но как быть, если закопать трубу ниже глубины промерзания невозможно? К примеру, на участке может быть каменистая почва, тяжело поддающаяся разработке. Также затрудняют проходку закопанные в землю конструкции — железобетонные плиты, фундаменты, коммуникационные трассы, которые нельзя пробить или обогнуть.

Уклон должен быть

Самая частая причина — высокий УГВ. Земля на участке может быть настолько сырой, что уже буквально на глубине двух штыков лопаты начинает выступать вода. Копать траншею на 1,5-2 м и укладывать туда трубу не представляется возможным.

Важно. Для этих случаев предусмотрены различные способы монтажа трубопровода с утеплением. Они помогут избежать замерзания воды даже при укладке на очень небольшую глубину.

Теплоизоляция «скорлупами»

Производители выпускают оболочки для утепления труб из различных материалов — пенополиуретана, вспененного полистирола, минеральной ваты. Для укладки в землю используются скорлупы ППУ и ППС. Они надежно защищают конструкции от промерзания, не гниют, не корродируют во влажной агрессивной среде.

Хорошее утепление труб

Для удобства монтажа некоторые изделия снабжены замком шип-паз. Дополнительный наружный слой фольги отражает тепловые лучи и снижает вероятность промерзания канала.

Выпускаются «скорлупы» в широком диапазоне размеров и форм, поэтому подобрать подходящую теплоизоляцию для коммуникаций даже сложной конфигурации не составит труда. При монтаже оболочку надевают на водовод и дополнительно фиксируют крепежной лентой.

«Труба в трубе»

Этот способ часто применяется при прокладке труб на открытом воздухе: на участке ввода в дом или между стоящими близко строениями, например, коттеджем и баней. Метод обеспечивает не только хорошую теплоизоляцию, но и может быть полезным, если все-таки в водопроводе образовалась ледяная пробка. В промежуток между трубами заливают горячую воду и восстанавливают проходимость в считанные минуты. Все удобно и практично — не нужно искать место засора, копать яму в промерзшей почве.

Так очень удобно

Для укладки способом «труба в трубе» применяют канализационные безнапорные трубы из пластика диаметром 110 мм. Водопровод можно сначала обмотать теплоизоляцией, а потом уже вставить в канал. Хороший утепляющий эффект дает использование монтажной пены (пенополиуретана), которую закачивают в просвет между трубами, предварительно проделав отверстия по длине через 30-35 см.

Чтобы минимизировать теплопотери, конструкция делается еще более многослойной. Она может состоять не из 2, а из 3 труб. Если в таком «коробе» дополнительно устроить теплоизоляцию из какого-либо пористого материала, например, поролона или подложки под ламинат, трубопровод не замерзнет даже в самые лютые морозы.

Фольгированные материалы

Эффективная теплоизоляция водопровода и канализации — кашированные фольгой цилиндры или вспененные полиэтиленовые пленки с металлизированным слоем. Материалы уменьшают теплопередачу в окружающее пространство за счет отражения лучей инфракрасного спектра от поверхности металла внутрь трубы.

Утеплитель очень удобный в работе

Изделия состоят из слоев утеплителя и алюминиевой фольги. Чем она толще, тем прочнее и устойчивее к повреждениям. Монтируют пленки фольгированной стороной наружу. При укладке используют специальный металлизированный скотч, тщательно заклеивая им все стыки.

Греющий кабель

Кабельные обогреватели для труб становятся все более популярными в частной застройке. Их монтируют как снаружи, так и внутри водопроводных сетей.

Укладку можно проводить не только на этапе заложения коммуникаций, но и по уже закопанным трубопроводам. Часто это самый приемлемый способ избавиться от регулярных промерзаний без трудоемкого демонтажа труб.

Пример монтажа греющего элемента

Для обогрева водопроводных и канализационных сетей используют кабель с полиолефиновым покрытием, которое устойчиво к агрессивной среде и механическим повреждениям. При прокладке провода внутри трубы применяют изделия с изоляцией из пищевого фторопласта, безопасного для здоровья и не изменяющего вкус питьевой воды.

Наглядная схема

По типу регуляции кабели бывают саморегулирующиеся или резистивные, последние могут иметь одну или две жилы. Температурный режим и уровень мощности подбираются в зависимости от диаметра трубы и назначения.

Монтаж ведется способами:

• спиральной намоткой;
• установкой снаружи вдоль трубы;
• внутренней прокладкой.

Саморегулируемые кабели способны изменять степень нагрева при колебаниях температуры. Чем холоднее, тем выше потребляемая мощность изделия. Продаются бухтами мерной длины, можно отрезать нужное количество.

Резистивные обогреватели имеют постоянные параметры, не изменяющиеся в зависимости от условий среды. Изготавливаются в виде секций фиксированной длины. Если необходимо отрезать проводник, накладывать муфту придется самостоятельно.

При укладке греющего кабеля желательно проводить утепление, чтобы не расходовать тепло на согревание окружающего пространства.

В целях экономии энергии можно включать питание только в случаях закупорки просвета трубы льдом, а в остальное время обогревом не пользоваться.

Видео — монтаж саморегулирующегося греющего кабеля внутрь трубы

Теплоизоляционная краска

Жидкие изоляторы — покрытия нового поколения. Термокраска создает на поверхности конструкций тонкий защитный слой, заменяя традиционные утеплители в несколько сантиметров толщиной.

Такой эффект объясняется очень низкой теплопроводностью состава. В нем присутствуют мельчайшие шарики из стекла, керамики или полимеров с вакуумом внутри, эффективно препятствующие теплопередаче. Содержание теплоизолирующих микросфер достигает 80%, остальной объем занимает акриловое или латексное связующее.

Краску наносят кисточкой на поверхность трубы в несколько слоев. По утверждениям производителей срок службы покрытия достигает 12-40 лет.

Нанесение изолятора

Готовые теплоизолированные трубы

Значительно упростить себе задачу возможно, если проводить монтаж труб в защитной оболочке заводского изготовления. Производители выпускают изделия для устройства водопровода, канализации и отопления с одним или несколькими функционирующими каналами, а также с дополнительным греющим кабелем. Утепленные коммуникации можно устраивать как вне помещения, так и внутри дома.

Уже готовый к монтажу трубопровод

Гофрированное покрытие обеспечивает гибкость конструкции, что значительно упрощает процесс укладки даже сложных по конфигурации трубопроводов с малым радиусом закругления. Чтобы избежать деформации оболочки, технология монтажа предусматривает устройство мягкой песчаной подушки. Для стыковки с обычной трубой используется специальный переходник.

Незамерзающие краны

Частая причина отсутствия воды в трубопроводе — замерзший кран. Особенно это актуально, если воду для бытовых нужд зимой необходимо набирать во дворе или пользоваться поливом при периодических заморозках. Кран, который устанавливают в земле, называется гидрантом. Он представляет собой отрезок трубы длиной до 1,2 м с рычагом в верхней части и клапаном в нижней. Внутри предусмотрена еще одна труба меньшего диаметра.

Пример крана

Один конец гидранта подключают к водопроводной магистрали, другой находится над землей и служит для подачи воды. При подъеме рукоятки срабатывает клапан внутренней трубки, соединенный с рычагом посредством штока. После опускания ручки клапан перекрывает доступ воды, а ее остатки стекают по внешней трубе обратно в водопровод. Таким образом в гидранте жидкость не остается, а значит, отсутствует риск ее замерзания.

Пример гидранта

Устройство и принцип действия крана, подключаемого к домовой сети, похожи на подземный гидрант, но с некоторыми различиями. Конструкцию прокладывают в стене. На внешнем конце находятся вентиль и излив, на другом — обратный клапан со штоком. Длина изделия от 15 до 60 см для стен различной толщины. Поскольку запирающий клапан расположен в области положительных температур, кран не замерзает даже в сильный мороз.

Поворотом вентиля клапан открывается, и вода устремляется в излив. При обратном вращении рукоятки просвет трубы закрывается. Остатки жидкости самопроизвольно удаляются, и труба остается пустой.

Заключение

Чтобы избежать замерзания воды в трубах зимой, нужно уложить их ниже глубины промерзания с обратным уклоном, а в местах выхода на поверхность тщательно изолировать. Если условия участка не позволяют выполнить эти мероприятия, утепление проводится по всей длине трубопровода. Применяется теплоизоляция «скорлупами» из ППУ или ППС, прокладка коммуникаций в готовой оболочке, метод «труба в трубе», окрашивание термокраской.

Предотвратить закупорку льдом уличных кранов помогут специально разработанные конструкции с обратным клапаном. Полное удаление воды из зоны повышенного риска устраняет саму причину замерзания.

Анатолий Рыцев / Мастер — универсал, автор сайта

Мастер — универсал. Занимается внутренними и фасадными отделочными работами всех видов: малярка, штукатурка, оклейка обоев, все виды плиточных работ, а также строительством загородных домов и растениеводством.