Теплоизоляция труб в частном доме

 Для коммерческих объектов и многоэтажных жилых домов необходимость применения теплоизоляции очевидна:

• трубопроводные магистрали имеют большую протяженность;

• теплоноситель имеет высокую температуру.

При таких условиях неизбежны высокие теплопотери, что неизбежно отразится на росте коммунальных расходов.

В частном доме тепло, на первый взгляд, не теряется, оставаясь по большей части в помещении. Зачем же там нужна теплоизоляция?

Давайте разберемся на примере:
• металлопластиковая труба Ø20мм;
• теплопроводность стенки 0,45 Вт/м·K;
• t помещения - 20°C;
• теплоноситель t - 65°C;
• теплопотеря 31,6 Вт на 1 пог.м

Если для этой трубы применить полиэтиленовую теплоизоляцию толщиной 6мм показатель теплопотерь составит 16,33 Вт на 1 пог.м
Разница почти в 2 раза!
Снижение потерь тепла при использовании теплоизоляции ведет к сохранению ресурса системы отопления и поддержанию необходимой комфортной температуры в помещении.

Теплый пол не станет кипятком для ваших ног, и вы не обожжетесь в бойлерной, случайно прикоснувшись к очень горячей трубе.
Еще один важный момент касается современных отделочных материалов. Выдерживая довольно высокую температуру, они, тем не менее, чувствительны к точечному, локальному перегреву. Труба без изоляции, проложенная в стене или стяжке в полу, теряет тепло, не доходя до прибора отопления, отдавая его вашим обоям, ламинату, декоративной плитке.

И вот уже где-то треснуло, скрипнуло, отвалилось или пошло волнами.
Также теплоизоляция защищает трубопроводы от взаимодействия с щелочными соединениями, входящими в состав цемента. Кроме того, она помогает справиться с физическим воздействием линейного расширения, возникающего при нагреве трубы.
И помните про конденсат. Он образуется там, где без изоляции проложены трубы с холодной водой, идущей напрямую из скважины или колодца.

Почему он образуется и что с этим делать? Читайте дальше

ПЕНОПОЛИЭТИЛЕН, ПЕНОКАУЧУК ИЛИ ПОЛИОЛЕФИНОВЫЙ ПЛАСТОМЕР?

Эти современные материалы, их еще называют гибкие пены, отличает
• низкая теплопроводность;
• широкий диапазон размеров;
• простота монтажа/ демонтажа;
• эластичность;
• приемлемая цена

Область применения:
• системы отопления, холодного и горячего водоснабжения, кондиционирования и вентиляции

ПЕНОПОЛИЭТИЛЕН
Исходное сырье – полиэтилен.
Пенополиэтилен устойчив к воздействию строительных материалов (гипс, цемент)
• Экологически безопасен:
 отсутствуют испарения;
 устойчив к поглощению веществ из внешней среды даже на открытых трубопроводах;
• Устойчив к физическим воздействиям.

Конечно, намеренно порвать пенополиэтилен вполне реально. При этом маловероятно, что кто-то или что-то повредит материал случайно.

Пенополиэтилен не поддерживает процесс горения благодаря добавлению антиперена.
• коэффициент теплопроводности 0,038–0,040 Вт/м·K.
• max.рабочая t +95°C
• min.t поверхности трубопроводов - 50°C

Низкая цена пенополиэтиленовой теплоизоляции объясняется
• доступностью исходного сырья;
• возможностью вторичной переработки

Срок службы теплоизоляционной конструкции из пенополиэтилена составляет более 25 лет.

С какими трудностями может столкнуться потребитель?
На рынке стройматериалов присутствует огромное количество фальсификата - пенополиэтиленовой изоляции, не соответствующей заявленным характеристикам и уровню качества.
Монтаж изоляции из полиэтилена требует навыков и аккуратности.

ПЕНОКАУЧУК
Так называют два схожих, но, все-таки, имеющих различие материала:
EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) — этилен¬пропилен¬диеновый каучук;
NBR (AcryloNitrile¬Butadiene Rubber) — бутадиен¬нитрил¬акриловый каучук.

Отличие этих материалов во взаимодействии с водой.
Структура EPDM¬-каучука неполярна, поэтому, согласно закону полярности, не взаимодействует с водой.
Структура NBR-¬каучука полярная и взаимодействует с водой как с неполярным веществом.

Проще говоря, под воздействием тепла, озона, кислорода на поверхности изоляции из NBR--каучука появляются микротрещины, в них попадает влага и этот материал теряет свои свойства и разрушается.
Поэтому применять NBR-¬каучук следует на холодных трубах.
А вот EPDM-каучук охватывает всю область применения, о которой мы писали выше.

Характеристики пенокаучука NBR и EPDM:
• коэффициент теплопроводности 0,036–0,038 Вт/м·K;
• max.рабочая t +110°C NBR;
• max.рабочая t +150°C EPDM;
• min.t поверхности трубопроводов - 30°C NBR;
• min.t поверхности трубопроводов - 50°C EPDM

Важное свойство - высокие рабочие температуры материала могут пригодиться в помещениях, где в качестве теплогенератора используется твердотопливный котел или солнечные коллекторы.
Каучук не поддерживает процесс горения.

Одним из минусов является чувствительность к физическим воздействиям. Материал легко повредить даже при случайном физическом воздействии. Поэтому на открытых трубопроводах пенокаучук зачастую монтируется с дополнительным защитным покрытием.
Присмотритесь к материалу, и вы увидите мириады закрытых воздушных ячеек. Именно благодаря такой изолированной структуре, материал непроницаем для водяных паров и применяется на холодных трубопроводах.
Стоимость пенокаучука выше стоимости пенополиэтилена. Это объясняется сложным, экологически тяжелым производством, и невозможностью вторичной переработки пенокаучука

Но помните и о плюсах:
• высокая температура применения;
• эластичность;
• допускается небрежность при монтаже: всё можно поджать, подтянуть, повернуть; премиальный чёрный цвет.

ПОЛЕОЛЕФИНОВЫЙ ПЛАСТОМЕР
Это современный изоляционный материал, сочетающий в себе лучшие свойства пенополиэтилена и пенокаучука.
Благодаря молекулярной структуре, полиолефиновый пластомер обладает суперэластичностью.
Его практически невозможно не то что разорвать, но даже повредить. Случайно или специально.

Еще плюсы:
• устойчив к химическим веществам;
• без запаха;
• устойчив к поглощению веществ из внешней среды

Основные характеристики:
• коэффициент теплопроводности 0,036 Вт/м·K.
• max.рабочая t +105°C
• min.t поверхности трубопроводов - 80°C
Срок службы теплоизоляции из полиолефинового пластомера более 40лет.
Особенности производства позволяют формировать вполне доступную цену.
Минус есть. Этот вид теплоизоляции пока недостаточно распространен, и не везде есть в продаже. Надеемся, этот дефицит - явление временное.

Завершая описание современных гибких пен, выделим основные факторы, которые влияют на выбор теплоизоляции:
• условия среды, в которой находится объект;
• температура трубопровода и окружающей среды;
• требования к пожарной безопасности;
• доступность материала.

ВЫБИРАЕМ ТОЛЩИНУ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

С видами теплоизоляции разобрались, идем дальше.

Важная характеристика - толщина стенки. Именно она во многом влияет на оптимальный эффект от трубной теплоизоляции
Есть несколько способов определить необходимую толщину стенки

Стандартные рекомендации продавцов. Как правило, они предлагают применить для труб водоснабжения и канализации изоляцию с толщиной стенки 6 или 9 мм. А для труб отопления — 9, 13 или 20 мм.

Если у вас есть достаточное количество времени и вы любите изучать нормативную документацию, это ваш способ! В таком случае загляните в СП 61.13330.2012 и, в зависимости от условий, выберите нужную большую и красивую формулу. Подставив все переменные значения, вы получите точный результат.

Оптимальный, на наш взгляд, способ. Существуют специальные программы расчета. Их бесплатно предоставляют надежные производители изоляционных материалов. Задав параметры конкретно вашей задачи, вы получите точный результат. Легко и быстро.

А вообще, почему так важно подобрать нужную толщину теплоизоляции? Давайте посмотрим на примере.

Представим частный дом с отапливаемым гаражом. В гараже проходит труба холодной воды с пенополиэтиленовой теплоизоляцией толщиной 6мм. В зимний период на поверхности теплоизоляции образуется конденсат. Происходит это из-за повышения уровня относительной влажности воздуха - до 90%. Ведь в холодное время года наш автомобиль - источник влаги в закрытом помещении. При выборе теплоизоляции это следовало учесть и указать в расчете. Тогда для монтажа мы бы взяли теплоизоляцию толщиной 20мм.

И еще важный момент. Нужно помнить, что кратное увеличение толщины стенки не приводит к кратному уменьшению тепловых потерь. К примеру, изоляция с толщиной стенки 20 мм оставит в трубе на 22% больше тепла, чем изоляция с толщиной стенки в 6 мм.

МИФЫ ПРО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЮ ИЗ ПОЛИМЕРА В СТЯЖКЕ

Миф № 1 Щелочные соединения в цементе разъедают полимерную теплоизоляцию.
Исходное химическое сырье изоляции химически нейтрально. Поэтому оно не взаимодействует ни с кислотами, ни с щелочами.

Миф № 2 Стяжка сдавливает изоляцию, так как в ней содержится воздух.
Здесь стоит помнить, что полимерная изоляция имеет прочностные характеристики на сжатие 0,1–0,15 Мпа. Этого достаточно, чтобы выдержать массу стяжки при заливке.

Миф № 3 Стяжка может проломиться при нагрузке, если под ней проложен шлейф изолированных трубопроводов.
При лучевом подключении трубопроводов к гребёнке ширина шлейфа труб может составить 600–900 мм.
Здесь нужно обратить внимание на соответствие выполненной стяжки рекомендациям СП 29.13330. В них указано, что толщина стяжки должна быть 45 мм над трубой.

В нашем случае 45мм от верха изоляции. Такая толщина должна выдержать любую нагрузку, возможную в помещении. Однако, если по каким-то причинам толщина стяжки меньше рекомендованной, места над шлейфом усиливают армирующей сеткой.

ТРУБЫ В КОТЕЛЬНОЙ. НУЖНА ЛИ ИЗОЛЯЦИЯ?

В этом вопросе сошлись не на шутку эстетика, практичность и ресурсы! Возьмем за пример небольшую котельную, где длина трубопроводов составляет 25-40м.
Открытые, эстетически привлекательные трубы. При этом очень горячие. Заказчику хочется, в случае монтажа теплоизоляции, сохранить красоту, а монтажник понимает, что такой запрос займет много времени, ведь работать надо с особой аккуратностью. Поэтому справедливо назначает цену.

И здесь решать заказчику. При этом нужно учесть, что тепло, идущее от открытых труб, сопоставимо с мощным радиатором отопления, работающим на максимуме. А ведь мы имеем дело с небольшим помещением, которое во многих домах служит и прачечной, и кладовой. Представляете, насколько жарко там будет?

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ТРУБ ИЗ PPR. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ РЕШАЕТ ВСЕ?

Низкая стоимость труб и легкий, на первый взгляд, монтаж сделали PPR популярным материалом. Полипропиленовые трубы довольно часто применяют для обвязки котельных.
Чтобы понять, нужно ли изолировать такие трубы, поговорим о теплопроводности PPR.

Сравните теплопроводность труб из различных материалов:
• полипропиленовая труба — 0,22 Вт/м·K;
• труба из нержавеющей стали - 45 Вт/м·K;
• медная труба - 384 Вт/м·K

Разница очевидна: теплопроводность PPR в 200 раз меньше, чем у трубы из нержавеющей стали. Так зачем же такой трубе теплоизоляция?
Здесь нужно вспомнить о теплопроводности самой теплоизоляции: 0,036 Вт/м·K - в 6 раз меньше, чем у трубы из PPR.
Кроме того, температура на поверхности трубы будет всего на 8–10 °C ниже, чем температура теплоносителя. И снова мы имеем слишком горячие трубы.

Поясним на примере:
• t воздуха +20 °C;
• t теплоносителя +65 °C;
• t PPR¬трубы +56,5 °C
Если в таких условиях применить теплоизоляцию из полиэтилена толщиной 9мм, t трубы снизится до +30°C.

Как видите, в случае с трубами из PPR, теплоизоляция также сделает свое дело:
• снизит тепловые потери;
• сделает ваше взаимодействие с системой более комфортным;
• продлит ресурс системы

А теперь информация к размышлению.
Как известно, фитинги из PPR диаметром значительно превосходят трубы. Как быть с ними?
Нормативный документ СП 40–102–2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов» указывает, что уголки, тройники и отводы из PPR являются частью трубопровода и на них распространяются все требования, касающиеся трубопроводов. То есть, если действуете четко по правилам, то изолировать нужно и фитинги из PPR.

На практике, однако, заказчик не всегда готов доплачивать за дополнительную работу, которая требует времени и специальных навыков специалистов.
Кстати, примерно такие же раздумья вызывает и вопрос, касающийся теплоизоляции запорно-регулировочной арматуры. Пункт 6.15 из СП 61.13330.2012 гласит: «Толщину теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции приварной, муфтовой и фланцевой арматуры следует принимать равной толщине изоляции трубопровода».
А дальше все упирается в ресурсы: временные, трудовые, финансовые.

КАНАЛИЗАЦИЯ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Если канализационная система проложена на достаточной глубине в грунт, в теплоизоляции она не нуждается.
В тоже время, в неотапливаемом подполье, в местах вывода трубы из здания, либо при вводе ее в септик, монтаж теплоизоляции необходим в связи с высокой вероятностью замерзания канализации в холодное время года.

Этот способ утепления труб препятствует образованию ледяной пробки и разрушению труб из--за расширения воды. О необходимости изоляции и подогрева труб говорит и пункт 18.29 СП 30.13330.2020: «Для участков трубопроводов, эксплуатируемых при отрицательных температурах, следует предусматривать мероприятия, предотвращающие промерзание трубопроводов».

Для расчёта толщины изоляции применяется метод из СП 61.13330 «по заданному времени приостановки движения жидкого вещества в трубопроводах в целях предотвращения его замерзания или увеличения вязкости».

Поясним на примере:
Дана канализационная труба
• Ø 110мм,
• L=2 м
• t воздуха –25 °C
• t стока +30 °C
При таких условиях труба станет непроходимой через 2,5 часа.
Если применить полиэтиленовую теплоизоляцию толщиной 20 мм, время до остановки движения стоков увеличится до 16 часов.
А при выборе изоляции толщиной 40 мм, движение стоков в трубе не остановится более суток.

При монтаже изоляции в подполье теплоизоляция подвергается воздействию негативных факторов:
• сдавливание грунтом;
• уничтожение грызунами и насекомыми

Защитой от этих неприятностей может стать канализационная труба большего диаметра или труба ПНД.
Кроме того, систему канализации оборудуют дополнительным обогревом. Для этого используется саморегулирующийся кабель. Он устанавливается внутри или на поверхности канализационной трубы под изоляцию. Такая технология успешно применяется в зимнее время и в регионах с постоянными низкими температурами.

КОНДЕНСАТ НА ТРУБАХ В ПОДВАЛЕ. ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?

Давайте вспомним, как образуется конденсат. Чем теплее воздух, тем больший в нем объем водяных паров. Соответственно, чем холоднее воздух, тем меньше содержание водяных паров. При контакте с холодной поверхностью снижение температуры воздуха происходит до момента, при котором пары воды физически могут удержаться в воздухе.

Пары сгущаются (конденсируются) и вода выступает в виде капель на холодной поверхности. Момент выпадения конденсата называют точкой росы.
Конденсат негативно воздействует на трубопроводные фитинги, портит эстетический вид вашего трубопровода. Более того, он служит питательной средой для размножения болезнетворных бактерий и плесени.

Теплоизоляция из полимеров очень подходит для борьбы с этим нежелательным эффектом.

И снова пояснение на примере:
• вода, поступающая в дом из колодца или скважины, t 6–8 °C
• t воздуха в подвале и в доме ≈ +20 °C
При таких условиях t точки росы = 14,4 °C и конденсат выпадет при относительной влажности воздуха в 40%.

Таким образом, если вы примете душ или за окном пойдет дождь, под вашей трубой появятся лужи.
Если применить полимерную теплоизоляцию для труб толщиной 6 мм, вы избавитесь от конденсата, пока влажность не поднимется до 80%. И это хороший результат.

Однако следует учитывать, что если в доме есть холодные трубы и источник повышенной влажности — сауна, прачечная и т.д., то для борьбы с конденсатом понадобится изоляция толщиной 20 - 25 мм.

ТЕПЛОТРАССА НА ВАШЕМ УЧАСТКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРУБНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Представим, что на участке, помимо жилого дома с котельной, возводится новое строение, которое необходимо отапливать и снабжать водой. Отдельную инженерную систему монтировать дорого и сложно. Альтернативным вариантом может стать обустройство подземной теплотрассы. Готовые трассы надежных производителей тоже не назовешь бюджетным решением. Поэтому монтажники собирают две или четыре отдельно изолированные трубы в шлейф и убирают его в канализационную трубу или трубу ПНД.
Такая мера служит защитой от сдавливания грунтом и вероятности попадания воды под изоляцию в местах стыков теплоизоляционных трубок. Расчёт толщины изоляции производят на основе характеристик объекта: места его расположения, особенностей грунта, и др.

МОНТАЖ ТРУБНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ. КАЧЕСТВЕННО И ЭФФЕКТИВНО

Выбрать надежный материал важно, но качественный монтаж зависит не только от этого.
На этапе подготовки к работе важно избежать излишних дополнительных расходов.
Рассчитать количество и затраты непосредственно на трубную изоляции довольно просто, но не забудьте учесть потребность в расходных материалах: клей, монтажная пена, очиститель.

Рассчитать их количество вам поможет инструкция и рекомендации на сайте производителей.
Важно помнить, что экономия вроде использования в качестве крепежного материала хомутов для электрокабеля, канцелярского скотча, проволоки, до добра не доведет. Теплоизоляция, смонтированная подобным образом, не будет эффективно выполнять свои функции. А через пару лет и вовсе развалится.

А все потому, что тепло всегда идёт по пути наименьшего сопротивления. Если продольный шов не герметичен, тепло теряется, и не может пройти через теплоизоляцию. Выйдите на мороз в хорошей, теплой и расстегнутой куртке. Вот примерно такой же эффект.
Поэтому для герметизации стыков и продольных швов их проклеивают специальным контактным клеем. Он проникает в структуру теплоизоляции, затем две части трубки соединяют и они становятся единым целым. Важно, что такое соединение прочнее, чем сам материал теплоизоляции.

На аккуратность монтажа очень влияет состояние инструмента, которым работает монтажник. И то, каким способом он распускает теплоизоляцию. Большим подспорьем сейчас стали видеоуроки, которые в достаточном количестве выкладывают в интернет производители теплоизоляции.

И, в заключение, типичные ошибки при монтаже теплоизоляции:
• Неправильный выбор толщины материала, без учета температуры применения.
• Использование для крепления теплоизоляции вместо контактного клея материалов, не предназначенных для этой операции (скотч, скобы, проволока).
• Нарушение технологии склеивания.

Поскольку клей контактный, необходимо подождать 2–3 минуты, чтобы он проник в структуру материала. Монтаж теплоизоляции необходимо производить при температуре выше +10 °C. Если пренебречь этими правилами, соединение развалится при первом нагреве.
Монтаж изоляции на горячей трубе также является нарушением технологии. В этом случае клей быстро застывает и приклеивает изоляцию к трубе до её установки в проектное положение. Как следствие, изоляция рвётся.