Vonkajšia časť stacionárneho vodovodného systému do súkromného domu je zvyčajne umiestnená v pôde. Takto nezaberá miesto na stavbe a je chránený pred mechanickými vplyvmi. V mrazivých obdobiach ho však treba chrániť aj pred nízkymi teplotami. Pre nepretržité zásobovanie vodou v zime je potrebné izolovať vodovodný systém v zemi. K zamŕzaniu podzemných zásob vody dochádza vplyvom teploty pôdy dosahujúcej záporné hodnoty. V dôsledku zamrznutia vodovodu často praskajú potrubia. Ak sú umiestnené v zemi, ich výmena bude trvať dlho.
Optimálna hĺbka uloženia potrubia a regulačné požiadavky
Jedným zo spôsobov, ako zabrániť vzniku problému zamŕzania potrubia, je inštalácia potrubia v hĺbkach, kde sú teploty pod nulou nedosiahnuteľné. Je to nevyhnutné, aby sa zabránilo tvorbe ľadových zátok v potrubí a prasknutiu potrubia v miestach, kde voda kryštalizuje a zväčšuje svoj objem pri zamrznutí.
Regulačné dokumenty a výpočet hĺbky
Podľa bodu 11.40 súboru pravidiel SP 31.13330.2012 by hĺbka uložených rúrok, počítajúc do dna, mala byť o 0,5 metra väčšia ako vypočítaná hĺbka prieniku do zeme pri nulovej teplote. Vypočítaná hĺbka podľa článku 11.41 tých istých pravidiel by mala byť stanovená terénnymi pozorovaniami izolíny zamŕzania pôdy a mala by sa tiež riadiť skúsenosťami s prevádzkou potrubí v danej oblasti. Takéto informácie môže vlastniť hydrometeorologické stredisko alebo organizácie zapojené do zásobovania vodou. Pri absencii terénnych údajov je potrebné určiť hĺbku pomocou tepelnotechnických výpočtov.
Podľa článku 5.5.3 súboru pravidiel SP 22.13330.2011 sa štandardná hĺbka sezónneho zamrznutia pôdy pri absencii údajov z dlhodobého pozorovania musí určiť na základe tepelnotechnických výpočtov. Hodnoty priemernej mesačnej teploty vzduchu pre obývané oblasti by sa mali prevziať z príslušných tabuliek národných súborov pravidiel. Hodnota vypočítanej štandardnej hĺbky sezónneho premŕzania pôd závisí od ich typu a klimatických charakteristík chladného obdobia pre toto územie. Ak získaná hodnota presahuje 2,5 metra, ako aj pre horské oblasti s prudkou zmenou terénu, klimatických alebo inžiniersko-geologických podmienok, je potrebné určiť štandardnú hĺbku premrznutia pôdy podľa vzorcov prílohy „D“.
Výzvy pri hlbokom ukladaní potrubia
Nie je vždy možné úplne alebo čiastočne položiť vodovodný systém pod nulovú izotermu. Niekedy to nie je možné z technických príčin, napríklad keď je vývod vodovodného potrubia zo studne nad hranicou prízemnej mraziacej zóny. Hĺbková značka úrovne mrazu sa určuje v súlade s klimatickými špecifikami regiónu, v ktorom sa buduje vodovod. Pre strednú zónu je táto hodnota 1,0 - 1,3 m v závislosti od typu pôdy; v oblastiach s tuhými zimami bude hĺbka uloženia potrubia podľa pravidiel viac ako 2,0 - 2,5 metra, čo je veľmi drahé pri pokládke a v prípade potreby opráv. V oblastiach so studenými a dlhými zimami môže byť hĺbka výkopu na položenie vodovodného potrubia viac ako 2,0 - 2,5 metra, v závislosti od typu pôdy, v ktorej je potrubie uložené.
Základné metódy ochrany: Izolácia vs. Kúrenie
Ak nie je možné alebo drahé inštalovať vodovodný systém vo veľkých hĺbkach, používajú sa iné opatrenia na zabezpečenie jeho nepretržitého fungovania. Možno ich rozdeliť do dvoch kategórií:
- Izolácia: Navrhnutá na zníženie tepelných strát objektom za jednotku času. Vykonáva sa pomocou materiálov s nízkou tepelnou vodivosťou.
- Kúrenie: Navrhnuté na zvýšenie teploty objektu. Na vykonanie tohto postupu je potrebný externý zdroj tepelnej energie.
Voľba možnosť izolácie alebo ohrevu externej vodovodnej vetvy závisí od prevádzkových podmienok, teplotných pomerov, geometrie systému, jednoduchosti vykonanej práce, ako aj účinnosti, nákladov a spoľahlivosti metódy riešenia problému.
Jednoduché a dočasné izolačné riešenia
Ak sú potrubia umiestnené takmer na hranici mraziacej zóny, potom, aby ste vylúčili možnosť zastavenia dodávky vody, môžete vykonať jednoduché činnosti, ktoré si nevyžadujú veľké investície a kvalifikovanú prácu.
- Pre južné oblasti, kde je prívod vody plytký, stačí na jeseň vykopať rúry, zakryť ich ekologickým izolačným materiálom a výkopu opäť zakopať. Na izoláciu môžete použiť lístie, slamu, hobliny alebo piliny. Majú nízku tepelnú vodivosť, ale do budúcej zimy stihnú v zemi zhniť, preto sa tento postup musí každoročne opakovať.
- Ak sú podľa výpočtov potrubia umiestnené mierne nad úrovňou, ktorá zabezpečuje, že systém nezamrzne, potom namiesto prehĺbenia prívodu vody môžete problém vyriešiť zvýšením nulovej izotermy. To možno vykonať dvoma spôsobmi: zväčšite hrúbku vrstvy pôdy naliatím na vrch; na izoláciu použite padnutý sneh. V oboch prípadoch je stred pásu zeme alebo snehu umiestnený pozdĺž vodovodného potrubia a jeho šírka by mala byť aspoň dvojnásobkom hĺbky potrubia. Sneh je dobrý prírodný izolant. Aj jeho 30-centimetrová vrstva dokáže znížiť hĺbku premrznutia zeme na polovicu.
Výplň zeme zmení krajinu miestnej oblasti a izolácia pomocou rastlinného a dreveného odpadu alebo snehu sa musí vykonávať neustále. Preto sa pre dlhodobé a spoľahlivé riešenie problému izolácie vodovodných potrubí používajú špeciálne vyvinuté materiály.
Špeciálne izolačné scenáre
- Vodovod položený pod úrovňou sezónneho zamŕzania pôdy v regióne je izolovaný len v oblasti prechádzajúcej hrúbkou skál, ktoré v zime zamŕzajú. Tepelná izolácia sa inštaluje od určenej úrovne pred vstupom potrubia do domu.
- Ak vodovod je privedený do domu cez nevykurovaný suterén umiestnený pod hĺbkou mrazu, potom sa v suteréne vykonáva izolácia. Potom sa okolo časti prívodu vody umiestni drevená krabica a priestor medzi ňou a potrubím sa vyplní pilinami alebo čadičovou vlnou.
Typy a formy izolačných materiálov
Izolačné škrupiny a valcované materiály
Na izoláciu vodovodných potrubí sa používajú materiály, ktoré sú prezentované vo forme škrupín - tvarov, ktoré sledujú obrysy potrubí a komponentov systému. Vyrábajú sa z čadičovej vlny, sklenenej vlny, polystyrénovej peny, extrudovanej polystyrénovej peny, polyuretánovej peny, penového skla.
V prípade použitia minerálnej vlny a sklenenej vlny je predpokladom podzemnej inštalácie prítomnosť fóliového plášťa. Zabraňuje navlhnutiu izolácie, čím sa prakticky ničia izolačné vlastnosti materiálu. Plášť je možné nahradiť navinutím rúry s čadičovou izoláciou so strešnou lepenkou. Vzhľadom na schopnosť ľahko absorbovať vlhkosť sa pri výstavbe podzemných sietí nepoužíva izolácia z vaty vo forme rohoží narezaných na dosky alebo valcovaných do balíkov bez hydroizolačnej vonkajšej ochrany. Výnimkou môže byť uloženie potrubia do betónových vaničiek a vyplnenie voľného priestoru medzi vaničkou a potrubím keramzitom alebo podobným materiálom.
Tepelnoizolačné plášte sú hotové valcové polotovary, ktorých vnútorný priemer sa zhoduje s vonkajším priemerom rúr. Výrobky s dĺžkou od 60 cm do 2 metrov pozostávajú z jednej rúrky s konštrukčným švom, ak je izolačný materiál elastický, alebo z niekoľkých (zvyčajne dvoch) častí. Hlavnou výhodou sekcionálneho izolačného materiálu je ľahká inštalácia produktu.
K spojeniu polovíc relatívne tenkého plášťa dochádza s okrajom prvku presahujúcim ďalší prvok, aby sa zabránilo vytvoreniu nechránených úsekov potrubia. Posun metrových segmentov je zvyčajne 15-20 cm. Ak potrebujete použiť hrubšiu izoláciu, je lepšie zvoliť plášť s montážnym skosením pozdĺž koncovej hrany. Druhou možnosťou na zabezpečenie tesných spojení je mierne posunutie častí škrupiny voči sebe. Pre vytvorenie pevných spojov plášťa a zvýšenie tuhosti tepelne izolačnej konštrukcie sa odporúča mierne posunúť časti plášťa voči sebe. Pri pripevňovaní častí škrupiny použite inštalatérsku pásku. Spojenie ohybov rúr, ohybov a iných komponentov systému je chránené špeciálnymi tvarovými formami.
Montáž stavebného puzdra ECLISSE JEDNOKRÍDLOVÉ do murovanej steny
Tekuté a striekané izolácie
Jedným z doplnkových riešení, ako zabrániť zamrznutiu vonkajšieho vodovodného radu umiestneného v zemi, je tekutá alebo striekaná tepelná izolácia. Táto metóda vám umožňuje spoľahlivo, bez švov alebo studených mostov, chrániť oblasti so zložitou geometriou, pre ktoré je ťažké použiť štandardné materiály na izoláciu.
Polyuretánová pena
Polyuretánová pena má tekutú konzistenciu a na izolované predmety sa nanáša striekaním. Tento materiál, ktorý má jeden z najlepších ukazovateľov tepelnej vodivosti, ako aj množstvo ďalších pozitívnych vlastností, má významnú nevýhodu: na jeho aplikáciu je potrebné špeciálne vybavenie. Polyuretánová pena je jedným z najlepších izolačných materiálov pre zásobovanie podzemnou vodou. Jeho striekanie je však technologicky zložitý proces, ktorý si vyžaduje drahé vybavenie, dodržiavanie bezpečnostných predpisov a odborné zručnosti. Nie je ťažké nájsť spoločnosti, ktoré sa zaoberajú izoláciou pomocou polyuretánovej peny, pretože sa aktívne používa v rôznych zariadeniach. Všetci poskytovatelia služieb však majú obmedzenia na minimálnu plochu postreku, takže je nepravdepodobné, že bude možné nájsť cenovo dostupnú možnosť len kvôli 10 alebo 20 metrom potrubia.
Tepelnoizolačná farba
Špeciálna tepelnoizolačná farba na izoláciu potrubia, podobná polyuretánovej pene, sa dá nanášať striekaním. Predáva sa v plechovkách, takže tento postup je ľahké urobiť sami. K dispozícii je tiež možnosť v tekutej forme, ktorá vám umožňuje maľovať klampiarske prvky pomocou obyčajného štetca. Tepelnoizolačná farba obsahuje prísady vo forme keramických mikroguľôčok, penového skla alebo perlitu. Tepelná vodivosť tohto materiálu je pomerne nízka, avšak vzhľadom na tenkú vrstvu nanášania nemusí sama osebe stačiť na vyriešenie problému izolácie úseku vodovodného potrubia pretínajúceho hrúbku zamŕzajúcich zemín.
Vzhľadom na vysoké náklady je nanášanie hrubej vrstvy izolačného náteru drahé. Preto je jeho použitie na izoláciu opodstatnené iba v oblastiach so zložitou geometriou alebo v miestach, kde sa môžu vyskytnúť tepelné mosty. Použitie tepelnoizolačnej farby je opodstatnené pre vonkajšie aj pre oblasti vodovodných systémov so zložitou geometriou umiestnených v nevykurovanom suteréne alebo v zemi. V prípade použitia oceľových rúr môže byť použitie farby po celej dĺžke spolu s inou izoláciou vhodné z iného dôvodu. Prítomnosť porézneho materiálu v kompozícii vedie k vysokej rýchlosti adhézie, čím sa eliminuje možnosť vonkajšej korózie, ktorá je dôležitá pre kovové konštrukcie umiestnené v zemi.
Predizolované potrubia: Integrované riešenia
Problém zamrznutia pouličnej vodovodnej vetvy je veľmi dôležitý. Dopyt vytvára ponuku, a preto je na trhu veľké množstvo hotových integrovaných riešení v podobe tepelne izolovaných potrubí a spojovacích prvkov. Sú to potrubia obklopené izoláciou, ktorá je uzavretá v tvrdom alebo pružnom plášti.
K dispozícii sú jednorúrkové aj dvojrúrkové možnosti pre hotové riešenie na izoláciu vonkajších potrubných inštalácií. Pre pravidelné zásobovanie studenou vodou sú najlepšou možnosťou konštrukcie obsahujúce plastové rúry. Sú lacnejšie ako ich kovový náprotivok a vyznačujú sa vysokou rýchlosťou inštalácie. Izolované HDPE rúry sa dodávajú v kotúčoch s dĺžkou až 200 metrov. Inštalácia vodovodných systémov založených na nich môže byť vykonaná s minimálnym počtom spojov. Ak sa ako vonkajší plášť použije vlnitý materiál, je možné položiť potrubie bez použitia rohových spojov.
Výzvy a ochrana podzemnej izolácie
Ochrana pred zamrznutím vodovodného systému umiestneného v zemi má svoje špecifiká. Materiál by nemal úplne alebo čiastočne stratiť svoje tepelnoizolačné vlastnosti pod vplyvom vonkajších faktorov. Opätovná izolácia alebo oprava vonkajších vrstiev si vyžaduje nákladné a časovo náročné výkopové práce, preto je potrebné okamžite dbať na zachovanie celistvosti ochrannej konštrukcie.
Deštruktívne účinky pôdy a vody
Podzemný vodovodný systém je vystavený tlaku pôdy, takže materiál použitý na izoláciu môže byť rozdrvený. To môže výrazne zvýšiť jeho tepelnú vodivosť. Aby sa zabránilo takémuto vývoju, je potrebné vytvoriť tvrdý vonkajší plášť pomocou rúr s väčším priemerom alebo špeciálnych podnosov. Minerálna vlna je hygroskopická a možno ju rozdrviť malým úsilím, takže vrstva zeme stlačí materiál a stratí svoju nízku tepelnú vodivosť.
V prípade použitia hygroskopických materiálov ako tepelnej izolácie potrubí je potrebné zabrániť možnosti ich ovplyvnenia spodnou vodou, ktorá je v zemi vždy prítomná, bez ohľadu na stupeň nasýtenia pôdy vodou. Na ochranu minerálnej a sklenenej vlny sa používajú dodatočné ochranné prostriedky - plastové potrubia väčšie ako vodovodné potrubia, čím sa zároveň rieši problém kolapsu izolácie. Na vytvorenie hydroizolačného plášťa môžete použiť aj nasledujúce materiály: valcovaná hliníková fólia; vystužená (inštalatérska) páska; strešná plsť; polyetylénová fólia s vysokou hustotou. Polystyrén a extrudovaná polystyrénová pena zle absorbujú vlhkosť, ale časom sa tiež stávajú nepoužiteľnými pri neustálom odmrazovaní. Penové sklo, polyuretánová pena a tepelne izolačné farby sú úplne bez vrások a vlhkosti. Ochrana predmetov nachádzajúcich sa v zemi pred vlhkosťou pomocou strešnej lepenky je dlho používaná, ale nie najpraktickejšia možnosť.
Ochrana pred hmyzom a hlodavcami
Ďalšou príčinou poškodenia izolácie vodovodného systému môžu byť hlodavce a hmyz. Mravce obhrýzajú početné priechody v tepelnej izolácii, ktorá je pre nich atraktívna a myši ju využívajú na stavbu hniezda. Tieto akcie odhaľujú časti rúr, čo negatívne ovplyvňuje kvalitu izolácie. Hmyz ani myši nedokážu pokaziť polyuretánovú penu alebo penové sklo, ale s čadičovou vatou odvádzajú vynikajúcu prácu. On a podobné materiály na vonkajšiu izoláciu vodovodných potrubí musia byť chránené pred hlodavcami, ak sú umiestnené v hĺbke menšej ako 2 metre. Zemské mravce nepreniknú pod 1 meter, zatiaľ čo lesné mravce si stavajú veľké mravenisko, ktorého nadzemnú časť si nemožno nevšimnúť. Na ochranu pred hlodavcami môžete izoláciu obaliť kovovou sieťovinou s jemnými okami.