Утепление канализации, смонтированной под слоем земли

За пределами стен дома начинается граница внешней канализации. Большей частью она прокладывается в траншеях под землёй. В холодное время года на систему водостока действуют отрицательные температуры, могущие привести к образованию ледяных заторов. Чтобы такого не произошло, необходимо проводить мероприятия по утеплению.

Зачем утеплять

Основная задача канализации – удаление загрязнённой жидкости из дома. Вода обладает физико-химическими свойствами. Одно из них – это способность превращаться в лёд при температурах ниже 0°C.

Стоки, выходя из здания, имеют положительную температуру, доходящую до 40–50°C. При коротких отрезках пути, жидкость не успевает остыть до точки замерзания и попадает в конечную точку путешествия, – накопительный колодец или септик.

При увеличении длины пути, сильных морозах может возникнуть ситуация, когда влага, не дойдя до септика, успеет переохладиться настолько, что превратится в лёд. Возникнет затор. Поступающие стоки будут накапливаться. Ледяная пробка продолжит свой рост. Канализация перестаёт выполнять свои функции. Исходя из этого, ответ на вопрос: нужно ли утеплять канализационные коллекторы, звучит: непременно.

Методы утепления

Способов, чем утеплять магистраль, существует несколько. Зависит от вида монтажа и региона. В южных областях, с мягким зимним климатом, или Крайнем Севере, с суровыми морозами, часто прокладывают трубы на улице или неглубоко в земле. Для первых, - это объясняется тёплой погодой. В северных широтах преобладает вечная мерзлота. Отсюда, устройство траншей сопряжено с большими затратами времени.

В умеренных широтах, удобнее скрывать систему водосброса под землёй. Слой грунта защищает магистраль:

• от механических повреждений;
• от перепадов температуры.

Дополнительное преимущество, – коллектор не занимает место на участке, «не болтается под ногами».

Для защиты от внешних неблагоприятных условий используются пять основных способов:

• монтаж системы водосброса ниже точки промерзания земли;
• укладка в специальном теплозащитном коробе;
• применение теплозащитных материалов;
• обогрев магистрали тепловыделяющим электрическим кабелем;
• использовать утеплённые канализационные трубы, произведённые в заводских условиях.

Эти методы используются самостоятельно или в комбинации друг с другом.

Укладка в землю

Утепление канализационных труб в земле – это использование тепловой энергии грунта. Положительная температура создаётся за счёт прогрева в тёплое время года и от глубинных слоёв Земли.

В разных регионах, глубина промерзания разнится. Узнать об уровне проникновения холода можно в местных климатических службах или воспользоваться возможностями интернета. Для этого надо найти геолого-климатическую карту своей местности.

У этого способа есть ряд ограничений:

• Помешать может высокий уровень грунтовых вод. Грунт, насыщенный влагой, является теплообменником. То есть, в холодное время года, он будет отводить тепло от трубы и способствовать её охлаждению. В сильные морозы жидкость, содержащаяся в земле, замёрзнет. Это вызовет промерзание коллектора. Следствие – образование ледяной пробки.

Снизить влияние от грунтовых вод поможет дренаж. Но, это выполнение дополнительных ирригационных работ. Кроме этого, отводу влаги может помешать геологическое строение местности. Например, дом расположен в низине.

• Наличие в части регионов страны вечной мерзлоты. В таких местах в тёплое время года грунт не успевает прогреться. Поэтому, ниже определённого уровня, всегда существует зона с отрицательной температурой. Толщина такого слоя может достигать нескольких десятков метров.
• Грунт, по своей структуре и составу, обладает разными показателями теплопроводности. Сведения приведены в таблице:

Из приведённых сведений, видно, что наилучший грунт – это сухая супесь или песок. Объясняется тем, что с увеличением плотности, растёт скорость теплоотдачи.

При прокладке магистрали в грунте необходимо соблюдать уклон. По СНиП для наружной канализации средний показатель составляет 2 см на 1 погонный метр (труба Ø 100–150 мм). Отклонение в меньшую или большую сторону приводит к заиливанию трубы, образованию засоров. В условиях холодной погоды появляется риск разморозки коллектора из-за наличия застоявшейся воды.

Теплозащитный короб

Наружная прокладка канализации практикуется в климатических условиях северных регионов. Это вызвано наличием вечной мерзлоты и сложностью укладки в промороженную землю. Трубы могут быть повреждены в результате подвижек, пучений грунта. Кроме возросших трудностей при устройстве траншеи в плотном слое земли, наблюдается другой фактор:

• Система водосброса – это постоянный источник тепла. Объясняется сбросом жидкости, которая имеет положительную температуру.
• Несмотря на мероприятия по теплоизоляции, существуют области по теплообмену. Они возникают из-за несовершенства защитных материалов и некачественного монтажа.
• Замёрзший грунт вокруг трубы оттаивает, образуется зона раскисшей болотистой земли.

Результат – проседание грунта над траншеей и под коллектором. Кроме этого, насыщенная влагой земля, становится вязкой, тяжёлой. На магистраль начинает действовать дополнительная нагрузка. Появляется риск повреждения трубы.

Подземная прокладка осуществляется при невозможности монтажа надземных сооружений. Монтаж производится только в тоннелях или каналах.

Для наружной канализации, с целью защиты от холода и других атмосферных или механических воздействий, выполняется короб из дерева или бетонных изделий. Внутри пространство заполняется утеплителем: стекловатой, пенопластом, керамзитом и другими.

При устройстве наружной конструкции также должны соблюдаться нормы уклона. Поэтому, – фактор внешней прокладки, следует учесть при установке источников образования сточных вод. Если они будут расположены, ниже основного коллектора, придётся установить фекальный насос.

Теплозащитные материалы

Утепление канализационных труб в земле может производиться теплоизолирующими материалами. Перечень их достаточно широк:

• Полистирол, пенопласт. Выпускаются в виде листов или цилиндрических разборных обечаек. Внутренний диаметр изделия соответствует наружному размеру коллектора. Собирается по принципу «скорлупы»: разделение идёт вдоль срединной продольной линии. Фиксация друг с другом происходит за счёт замка «паз-шип».
• Базальтовое волокно. В основе лежит природный каменный материал. Посредством специальной технологии получают тонкие нити, которые образуют «воздушную» конструкцию в виде матов, рулонов. Для труб создают цилиндрические обечайки, усиленные по внешней стороне слоем фольги. Является одним из самых дорогих, среди распространённых теплозащитных материалов.
• Минеральное волокно, стекловата. Самый дешёвый утеплитель. Хорошо держит тепло, но имеет ряд недостатков:
• образует в процессе монтажа мелкие острые осколки, поэтому необходимо применять индивидуальные средства защиты: респиратор, очки, перчатки;
• обладает малой механической прочностью, – под нагрузкой уплотняется, слёживается; вследствие этого теряются теплоизоляционные свойства;
• является гигроскопичным продуктом, – впитывает влагу, что сводит на нет защитные функции; из-за этого необходимо производить защитные мероприятия от попадания воды.
• Вспененный полиэтилен. Выпускается в виде разъёмной цилиндрической обечайки. Наряду с хорошими теплоизоляционными свойствами, обладает малой гигроскопичностью. Для повышения свойств, выпускаются изделия с наружным фольгированием. Ходовые размеры (по внутреннему диаметру) 100–150 мм.
• Сыпучие материалы. К ним относятся:
• шлак от металлургических печей;
• керамзит;
• вермикулит и другие.

В чистом виде можно использовать для засыпки в защитные короба.

Часть теплозащитных материалов (вата, полиэтилен) имеют слабую механическую прочность и легко сминаются под весом грунта. Поэтому, при расположении трубы в земле, необходимо применять дополнительную защиту. Например, создание разгрузочного кожуха из половинки трубы большего диаметра.

Обогрев электрическим кабелем

Утепление канализационной трубы в грунте можно осуществлять посредством тепловыделяющего кабеля. Последний, представляет собой электрический провод из метала, с повышенным внутренним электрическим сопротивлением. При прохождении тока, происходит преобразование энергии в тепло.

Применение нагревательных элементов относят с системе активного обогрева. С их помощью:

• защищают канализационные трубы на открытом воздухе;
• обогревают трубы в каналах, тоннелях, коробах;
• получают возможность утеплять канализационные трубы в слое земли.

Электрические элементы производят двух видов:

• резистивный, – осуществляет равномерный нагрев на всём своём протяжении, вне зависимости от наружных условий;
• саморегулируемый, – самостоятельно подстраивается под внешние условия; не требуется постоянный контроль.

Минус такого способа – постоянная зависимость от наличия электрической энергии. При возникновении аварийных ситуаций с поставкой напряжения в холодное время, появляется риск разморозки коллектора.

Перед тем, как утеплять канализационные трубы в слое грунта, посредством электрического кабеля, необходимо выполнить ряд мероприятий:

• выбрать участки, требующие теплозащиты;
• рассчитать необходимую длину кабеля;
• подобрать способ обогрева, – использовать резистивный или саморегулируемое изделие.

С целью повышения надёжности теплозащиты канализации от холодов, все перечисленные способы можно сочетать друг с другом. Например:

• применять при прокладке на открытом воздухе теплоизолирующий материал в паре с электрообогревом;
• при монтаже магистрали ниже уровня промерзания, дополнительно использовать «скорлупы» из пенополистирола.

Выбор способа утепления канализации, проложенной в земле, остаётся за собственником и определяется существующими местными условиями.