Как сделать теплый водопровод на даче? Защита водопровода от замерзания. Зимний водопровод на даче

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 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 , 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 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.

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.

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.

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.

Зимний водопровод и канализация для дачного дома

Очень многие дачники и владельцы деревенских домов в России в холодное время года лишены элементарных и самых главных удобств в доме: возможности пользования водопроводом и канализацией. Причина для этого очень простая - когда температура воздуха опускается ниже 0°C — вода замерзает. Вот и приходится по старинке черпать воду ведром из колодца, набирать на общественной колонке, а для раздумий о бренности бытия бегать в отдельный домик на участке с экологически опасной выгребной ямой или, в лучшем случае, использовать торфяной компостирующий туалет или мобильный биотуалет.

Между тем, сделать локальный водопровод и канализацию пригодными для круглогодичного использования в холодном климате вполне реально. В этой статье мы рассмотрим основные аспекты создания системы круглогодичного водоснабжения и профилактики замерзания воды в трубах уже существующего водопровода и канализации.

Источник водоснабжения и водозабор для эксплуатации в холодном климате.

Вода может подаваться в дом из различных источников: накопительного бака для привозной воды, водоема, колодца, скважины или водопроводной сети. Основная задача устройства водозабора состоит в предупреждении замерзания воды, как в самом источнике, так и в наружном водопроводе для подачи воды в дом.

Защита наружного водопровода от замерзания

Способы защиты от замерзания воды в подводящем трубопроводе универсальны для любых источников водоснабжения. Трубопровод может защищаться от замерзания воды с помощью различных комбинаций применения теплоизоляции, защиты слоем грунта и геотеплом, использованием греющих элементов (электрические греющие кабели и ленты), внутрипросветных компенсаторов расширения, с помощью постоянного тока воды по петле, либо с изливом, дренированием трубопровода (только при периодическом использовании).

На практике чаще всего используют следующие способы прокладки трубопроводов от источника водоснабжения к дому:

Утепленные слоем теплоизоляционного материала и снабженные кабельным подогревом трубы прокладываются по поверхности. Это способ используется на каменистых грунтах и на вечной мерзлоте.
Утепленные слоем теплоизоляционного материала и снабженные кабельным подогревом трубы прокладываются в грунте выше глубины промерзания. Такой вариант применяется на тяжелых грунтах и при высоком уровне грунтовых вод.
Неутепленные трубы прокладываются в грунте ниже глубины промерзания. Этот способ применим при возможности выкопать глубокие траншеи при отсутствии высокостоящих грунтовых вод.
Утепленные или неутепленные трубы прокладываются в утепленном или неутепленном подземном канале.
Утепленные или неутепленные трубы прокладываются в утепленном поверхностном коробе.
Утепленные или неутепленные трубы с постоянным изливом воды в канализацию или дренаж. Способ часто применяется для общественных водоразборных колонок.
Утепленные или неутепленные трубы с постоянным движением воды по петле с помощью трубок Пито или циркуляционного насоса. Способ применяется для дополнительной защиты трубопроводов от замерзания, когда невозможно заглубление водопровода в грунт, например на скальном грунте или в условиях вечной мерзлоты.

Иллюстрация №1 Способы прокладки наружных трубопроводов в холодных климатических условиях.

Традиционным способом защиты трубопроводов от замерзания является заглубление труб в грунт ниже глубины сезонного промерзания грунтов. Глубина зимнего промерзания грунтов зависит от географического региона и зимних температур воздуха, теплоизоляционных свойств грунта (его плотности, теплопроводности), наличия грунтовых вод на глубинах прокладки трубопровода, характера растительного покрова и рыхлости почвенного слоя, наличия на поверхности грунта опавших листьев, толщины снежного покрова.

Таблица №1 Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов (м)

Город	Суглинки, глины	Средние и крупные пески
Москва
Владимир
Тверь
Калуга , Тула
Рязань
Ярославль
Вологда
Нижний Новгород, Самара
Санкт Петербург. Псков
Новгород
Ижевск, Казань, Ульяновск

Заглубление труб ниже глубин промерзания является надежным способом защиты трубопроводов от замерзания. Однако заглубление трубопровода может быть невозможно или экономически нецелесообразно на каменистых и тяжелых грунтах, в условиях вечной мерзлоты. В этих случаях трубы приходится прокладывать либо в неглубоких траншеях, либо по поверхности, а защищать от замерзания с помощью теплоизоляции, обогрева и постоянного движения воды, так как в зоне промерзания грунтов температура опускается обычно до - 20 °C, однако в тяжелых климатических условиях может достигать и - 40 °C.

Современная промышленность выпускает специальные трубы, предназначенные для прокладки в условиях холодного климата. Водопроводная труба изготавливается из полиэтилена низкого давления либо из сшитого полиэтилена. Такие трубы обладают эластичностью и лучше противостоят повреждениям при расширении воды при замерзании. По водопроводным трубам прокладывается саморегулирующийся греющий электрический кабель и термосенсор и труба заключается в слой теплоизоляции из пенополиуретана. Снаружи труба защищается полимерной или металлической гофротрубой.

При небольшой глубине заложения наружного водопровода его можно дополнительно защитить подземным утепление грунта поверх пролегания трассы. Для того чтобы утепление было действительно эффективным, толщина утеплителя (рекомендуется ЭППС) должна быть не менее 10-15 см, а листы утеплителя должны простираться минимум на 1,2 м в каждую строну от пролегающего трубопровода.

Для дополнительной защиты от промерзания водопроводные трубы могут помещаться в бетонные, металлические, полимерные или деревянные утепленные короба с наполнением теплоизолирующим материалом (опилками, пенопластовой крошкой) или без него.

Для подогрева трубопроводов используют саморегулирующиеся греющие кабели, которые могут располагаться как снаружи трубы под слоем теплоизоляции, так и внутри просвета трубы. Такие кабели можно использовать для подогрева и канализационных труб при их неглубоком заложении и, даже, для подогрева септика. Нагревательные ленты располагаются на поверхности труб под слоем теплоизоляции. Особенностью использования греющих элементов является то, что они должны работать постоянно с момента похолодания - как средство профилактики замерзания. Разморозить замерзшие трубы с помощью систем электрического подогрева невозможно.

Дополнительным средством профилактики замерзания труб является использование труб бОльшего диаметра, чем требуется, так как при охлаждении вязкость воды увеличивается и растет сопротивление движению воды.

Новым современным дополнительным средством защиты трубопроводов от повреждения при замерзании служит эластичный сжимаемый силиконовый шнур типа Ice-Loc, помещаемый внутрь просвета трубы. При аварийном замерзании воды сжатие шнура компенсирует расширение среды и предупреждает разрыв стенок труб.

Иллюстрация №2 Профилактика повреждения труб при замерзании с помощью сжимаемого силиконового шнура в просвете трубы

В условиях сурового арктического климата, при поверхностной прокладке утепленных и подогреваемых водопроводов в качестве дополнительной меры профилактики замерзания воды применяется пассивное или активируемое движение воды в подводящей части водопровода. При подключении системы водоснабжения к магистральному водопроводу с постоянным движением воды активация движения воды в подводящем водопроводе осуществляется с помощью замкнутой петли из водопроводных труб. Движение воды в петле активируется за счет разницы гидростатического давления воды, возникающего в Г-образных трубках Пито, установленных по и против движения воды в водопроводе, как показано на схеме ниже:

Иллюстрация №3 Система подключения водоснабжения дома к магистральному водопроводу с помощью трубок Пито для создания петли пассивной циркуляции воды

Петля пассивного потока воды замыкается байпасом (шунтом), до отсекающего клапана и счетчика расхода воды. При создании петли циркуляции воды в условиях водоснабжения из источника с неподвижной водой (колодец, скважина, водоем) вместо трубок Пито используется циркуляционный насос.

Особенности конструкции водозаборов из различных источников в холодных климатических условиях.

Иллюстрация №4 Варианты источников зимнего водоснабжения загородного дома

Скважины и колодцы являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельской местности России. Для эксплуатации в холодных климатических условиях оголовок скважины помещается в заглубленный гидроизолированный и утепленный железобетонный, стальной или пластиковый кессон, как показано на иллюстрации ниже.

Иллюстрация №5 Зимний водопровод из колодца и скважины

В кессоне может при необходимости располагаться нагревательный элемент, особенно если в кессоне установлен гидроаккумулятор. Крышка кессона должна быть хорошо утеплена. Дополнительное горизонтальное утепление грунта вокруг кессона не только предохранит кессон от промерзания, но и снизит силы пучения, воздействующие на кессон, что послужит для профилактики его смещения или выдавливания. Водопровод в дом прокладывается с обратным уклоном, чтобы обеспечить его хорошее дренирование при сливе воды.

Утепление колодца производится по тем же принципам. Утепляется надстройка над колодцем, стенки надземного и первого подземного кольца и грунт вокруг колодца. Кроме снижения возможности промерзания колодца, снижение сил морозного пучения предохранит колодезные кольца от смещения и от подтеканий верховодки. Эффективным способом профилактики замерзания воды в колодце при высоком уровне ее стояния является использование аэрации. В колодец устанавливается компрессор для аэрации прудов, предназначенный для постоянной работы или включаемый по таймеру. Постоянный поток воздушных пузырьков значительно снижает возможность замерзания воды. Также аэрация воды является одним из эффективных способов улучшения качества воды, за счет окисления органических примесей, недоокисленных соединений металлов и угнетения активности анаэробных серобактерий, продукты жизнедеятельности которых придают воде характерный затхлый запах.

Водоснабжение на привозной воде предусматривает установку накопительного бака для воды. Для эксплуатации в зимних условиях бак для воды может быть установлен в доме, либо заглублен в грунт и дополнительно утеплен по периметру и по поверхности. Дополнительное горизонтальное утепление грунта сделает теплоизоляцию бака наиболее эффективной. Накопительный бак для воды может быть использован и как промежуточная емкость, для сбора воды из источника с небольшим дебетом (например, колодца).

Наиболее сложным является устройство зимнего водоснабжения из открытых водоемов . При водоснабжении из рек , особенно из мелких, с сезонными перепадами уровня воды, со стремительным течением, пожалуй, единственно эффективным является устройство водозабора через инфильтрационную галерею, которая устраивается на заглублении вдоль или поперек русла реки перфорированных бетонных или пластиковых труб, либо, в примитивном варианте - из гранулированного минерального наполнителя в геотекстиле. Вода фильтруется из русла реки в инфильтрационную галерею и собирается в приемный колодец (коллектор) откуда подается в дом как из обычного колодца.

Для подачи воды из стоячих водоемов, либо из подпруженных рек с постоянным уровнем воды и несильным течением может использоваться забор воды насосной станцией на берегу, находящейся в отапливаемой постройке. При периодическом или временном использовании водозабора (например, при наполнении накопительного бака в доме) вода может поступать через наружный трубопровод, проложенный на опорах по льду с уклоном к водозабору для дренирования после каждого использования. Для предупреждения замерзания воды в зоне забора воды и погруженной части трубы используется компрессор с аэратором.

Иллюстрация №6 Зимние варианты водозабора на открытых водоемах

Для организации постоянного водозабора в непроточных водоемах предпочтительнее использовать подводный забор воды в виде притопленного с помощью якорей и поплавков ниже уровня образования льда погружного насоса, либо водозаборника береговой насосной станции. При возможности водозаборник может быть установлен на постоянном основании на дне водоема. Береговая часть водопровода должна быть проложена с помощью утепленной и подогреваемой трубы.

Особенности внутридомового водопровода для эксплуатации в холодном климате.

Схема и конструктивные особенности внутридомового водопровода в первую очередь определяется режимом эксплуатации дома. Если в дом будет круглогодично использоваться для проживания, а температура в нем будет опускаться ниже +17°C, то потребуется минимальные коррективы стандартных схем водоснабжения, таких как используются в городских условиях. Если же дом будет эксплуатироваться периодически, а отопление будет иметь переменный режим с падениями температур до +3 +5°C, то внутридомовой водопровод будет необходимо дополнительно защитить от возможного промерзания в случае климатических экстремумов или аварийного отключения энергоснабжения во время отсутствия людей. Водопровод в домах, которые будут постоянно или периодически будут оставаться в холодное время года без отопления необходимо спроектировать так, чтобы обеспечить быстрый и удобный слив воды из всех трубопроводов и систем дома, защитить санитарно-техническое оборудование.

Ввод воды в дом. Во всех случаях рекомендуется подачу воды в дом осуществлять через хорошо утепленный одним из перечисленных выше методов трубопроводом из полимерных эластичных труб большого диаметра (1 дюйм), имеющим резервный подогрев с помощью электрического кабеля. Рекомендуется прокладывать сразу две трубы, чтобы при любой нештатной ситуации можно было использовать вторую трубу, а не прокладывать заново новую. Двойная труба понадобится и для организации петли постоянного движения воды. Лучше всего использовать для ввода воды в дом утепленные ПНД трубы в пенополиуретановой теплоизоляции и защите гофрированной трубой со штатным греющим кабелем. При прохождении трубы ввода через неутепленные участки подполья (если таковые имеются) лучше дополнительно защищать трубу утепленным коробом.

Выбор труб для прокладки внутридомового водопровода. В домах для постоянного проживания со стабильным круглогодичным отоплением практически нет ограничений на материал для водопровода, так как вероятность замораживания труб очень низкая. Однако если принимать во внимание возможные аварии и нешатные ситуации, лучше использовать полипропиленовые трубы оригинального западного производства. Такие трубы, в отличие от труб российского, китайского, турецкого и восточноевропейского производства, производятся из более качественного полимера, обладающего большей эластичностью и прочностью. При кратковременном замораживании воды в таких трубах их разрушения может и не произойти, в отличие от труб из более жесткого и дешевого полимера, которые разрушаются в большинстве случаев замерзания в них воды.

Эластичные высококачественные трубы - безусловный выбор для домов с переменным режимом отопления и периодическим проживанием, где вероятность аварий на водопроводе гораздо выше.

А вот для домов, которые длительное время остаются без отопления можно использовать недорогие полипропиленовые трубы, так как в любом случае при выезде из дома придется сливать воду из всей системы.

В домах с риском замерзания воды в трубах можно использовать силиконовый шнур Ice-Loc для компенсации расширения воды при замерзании.

Принимая во внимание возможность аварий и промерзания трубопровода и запорной арматуры в домах, периодически остающихся в холодное время года без присутствия людей, потребуется доработать запорные шаровые клапаны, широко используемые в настоящее время. Скрытая опасность замерзания шаровых клапанов состоит в том, что в закрытом положении шар захватывает часть воды, которая при замерзании легко разрывает клапан. Чтобы избежать этого неприятного момента можно в одной из стенок шара клапана просверлить отверстие для дренажа остаточной порции воды, как показано на схеме ниже. Клапан будет выполнять свои запорные функции за счет второй стенки шара.

Иллюстрация №7 Доработка шарового крана для эксплуатации в холодном климате

Схема прокладки внутридомового водопровода также зависит от режима эксплуатации дома. Принципиальное отличие схем для домов с постоянной, переменной или периодической эксплуатацией состоит в обеспечении удобства и быстроты дренирования водопроводной системы дома. Для дома с постоянным режимом отопления, когда вероятность слива воды из всей системы минимальна, можно рассмотреть традиционную схема прокладки водопровода в доме с нижними петлями, прокладкой труб у пола или в подполье. При редкой необходимости слить всю систему достаточно будет предусмотреть возможность слива воды через подводящую трубу (при водоснабжении не из магистрального водопровода) и возможность подключения компрессора для продувки отдельных веток с нижними петлями трубопроводов для слива воды. При отсутствии специальных клапанов для подключения компрессора, продувку водопровода можно осуществлять через открытые краны в умывальниках и раковинах.

В домах, где предусматривается частый слив воды из системы при отъезде, схема водопровода должна быть оптимизирована для быстрого и удобного дренирования. В частности разводку водопровода можно выполнить верхними петлями, облегчающими слив воды. Верхняя схема разводки воды также позволяет быстрее прогреть трубы при протапливании дома. В неизбежных нижних петлях в нижних точках устанавливается клапаны для слива воды.

Для удобного слива воды из накопительного водонагревателя на отводящей трубе горячей воды устанавливается клапан для подсоса воздуха. Слив воды можно производить через подводящую линию холодной воды и открытые краны в смесителях, либо через установленный перед предохранительным клапаном штуцер с клапаном для подсоединения шланга и слива воды.

Профилактика замораживания воды во внутридомовом водопроводе.

Основная профилактика замораживания состоит в поддержании положительной температуры в доме и в местах прохождения трубопроводов. Все трубопроводы при прохождении через неотапливаемые участки должны быть утеплены и снабжены подогреваемыми кабелями.

Одним из способов предупреждения замерзания воды в очень холодную погоду или при наличии участков водопровода, которые невозможно обогреть другими способами, можно применить систему замкнутой циркуляции теплой воды. Такая система может быть гравитационной, использующая горячую воду из накопительного водонагревателя или теплоаккумулятора, или принудительной, использующей циркуляционный насос или специальную циркуляционно-нагревательную установку типа ReadyTemp, которая устанавливается в дальней точке водопровода, шунтируя линии горячей и холодной воды, перекачивая и подогревая воду. Устройство потребляет всего 40 Вт электрической мощности и может работать от источника бесперебойного питания при отключении электроэнергии в доме.

Иллюстрация №8. Система внутридомовой циркуляции воды для предупреждения замерзания воды в холодное время года в необогреваемых участках водопровода.

В присутствии в доме людей в сильные морозы можно просто приоткрыть краны горячей и холодной воды и пустить воду тонкой струйкой. Открытые краны уменьшат давление передаваемое водой уже при начавшемся образовании льда и снизят степень повреждения водопровода. Также рекомендуется открыть дверцы шкафов под мойками и раковинами, чтобы обеспечить циркуляцию теплого воздуха вокруг труб. В воду в унитазе стоит положить кусок пенопласта или мягкого дерева, которые демпфируют расширение воды в сливе и предотвратят разрушение унитаза. Из бачка воду следует слить.

Способы разморозки замерзших труб.

Если трубы все-таки замерзли, то для наружной разморозки можно использовать парогенератор, либо подавать в трубы горячую воду под давлением из аппарата для мойки типа Karcher. Квалифицированные сварщики при соблюдении всех мер безопасности могут использовать наложение электродов сварочного аппарата на замерзшие участки металлических труб при минимальной силе тока.

Такие способы как обогрев труб пламенем горелки, строительным феном, включение греющих кабелей, заливка в трубы горячей воды обычно неэффективны.

Особенности конструкции локальной канализации для холодного климата.

Чтобы локальная канализация исправно работала в холодное время года, вода в канализационных трубах и в полях фильтрации не должна замерзать, а в септике должна поддерживаться температура, подходящая для жизнедеятельности населяющих его бактерий. Проблемы зимой достаточно редко возникают в постоянно эксплуатируемом доме, грунт под которым прогрет или не успел промерзнуть, а стоки в канализацию поступают регулярно, при условии достаточной теплоизоляции канализационных труб и септика. В норме септик кроме геотепла обеспечен и дополнительным теплом, производимым во время биологического распада органических веществ в сточных водах. Однако ситуация может ухудшится при длительных перерывах в эксплуатации канализации и при недостаточном ее утеплении. В этом случае микрофлора септика угнетается, а количество вырабатываемого тепла снижается. Также проблем могут возникнуть при поверхностном заложении канализационных труб.

В качестве мер профилактики замерзания канализационных труб и септика рекомендуется выполнить профилактическое утепление грунта над канализационными трубами и септиком. При поверхностном заложении труб (например, при септиках поверхностной конструкции) их необходимо убрать в утепленные короба. Канализационные трубы можно оснастить системой кабельного подогрева, при которой кабель помещается во внутренний просвет трубы и выпускается в септик. Такой подогрев послужит профилактикой замерзания сточных вод при редкой и незначительной эксплуатации и поможет сохранить биологическую активность микрофлоре септика. В аэротенках содержимое защищено от замерзания за счет активной аэрации и движения среды.

Для дополнительной защиты септика, полей фильтрации и канализационных труб в зимнее время не стоит убирать снег над ними. Наоборот, рекомендуется выставить щиты для снегозадержания. Также можно заранее утеплить поверхность над септиком мешками с листьями, опилками, травой, укрыть сеном.

Иллюстрация №12. Зимняя канализация.

Краткие выводы.

Эксплуатация загородного дома в холодном климате требует особого внимания к предупреждению замерзания воды в водопроводной и канализационной системе.
При строительстве дома в холодном климате рекомендуется заранее определить режим его эксплуатации и, в соответствии с ним, спланировать систему водоснабжения дома.
Современные технологии позволяют найти адекватное техническое решение для обеспечения круглогодичного водоснабжения дома даже в самых суровых климатических условиях и предупредить значительные потери вследствие замерзания воды в водопроводе при аварийных и нештатных ситуациях.

Вода под давлением может оставаться жидкой и при температурах ниже 0°C. Исследования Университета Иллинойса показали, что фактически вода под давлением замерзает в неутепленных водопроводах в подвалах домов при достижении температуры минус 6,6 °C. Также замерзанию воды при отрицательных температурах препятствует ее движение по трубам.

Относительно теплые зимы предыдущих лет и постоянная болтовня «гринписа» о глобальном потеплении несколько расслабили дачников-строителей при устройстве коммуникаций в плане защиты от холода. А нынешняя достаточно суровая зима показала многим, кто есть кто и как надо их делать. В частности, в этом году тем на различных форумах «Помогите! Замерз водопровод» не в пример больше, чем в другие годы.

Как известно, болезнь и проблему гораздо легче и дешевле предупредить, чем потом лечить. Поэтому тем, у кого водопровод зимой периодически промерзает и тем, кто только собирается прокладывать водопровод круглогодичного использования следует заранее позаботиться устройством утепленного водопровода. Особенно, если колодец или скважина находится достаточно далеко от дома.

Основной принцип при устройстве водопровода рассчитанного на круглогодичное использование — прокладка трубы водопровода ниже максимально возможной глубины промерзания. Как известно, температура в глубине грунта всегда примерно одинаковая и составляет +4 — +6 градусов. Однако это может быть весьма затруднительно, так как глубина промерзания может достигать полутора – двух метров. Устройство такой глубокой траншеи большой протяженности требует весьма больших по трудоемкости земляных работ и даже не всегда возможна физически. Рассмотрим несколько альтернативных вариантов устройства незамерзающего водопровода без прокладки труб на большой глубине.

Вариант с постоянно циркулирующей водой.

Многие дачники, не имеющие постоянного зимнего водопровода, или устроившие его неправильно, решают проблему с замерзанием следующим образом. Открывают краник в какой либо раковине так что бы вода постоянно текла но тонкой струйкой. Способ простой, но не всегда применимый. Особенно в случае, если канализация не центральная, а слив идет в герметичный септик. Как бы не была тонка струйка воды, но суточный слив достигает нескольких сотен литров. И это чистой воды, как правило уже очищенной какими либо фильтрами. Бессмысленная очистка воды и бессмысленный слив в септик, который надо тоже вывозить. Бессмысленная работа насосной станции или насосов. Кроме того, довольно часто люди просто машинально закрывают кран или забывают открыть его при отъезде. А при возвращении в дом обнаруживают замерзший водопровод.

Но можно организовать циркуляцию воды без слива ее в канализацию. Для этого при устройстве водопровода надо проложить не одну, а две трубы. (вообще говоря, это полезно делать в любом случае). Тогда вторая труба используется как обратная, и насос выкачивая воду из скважины, эту же воду в нее и сливает. Что бы не гонять насос постоянно, его можно включать через таймер. Например, на 1-2 минуты каждые 20-30 минут. За это время вода в трубах не будет успевать замерзать.

Вообще говоря, при замерзании 1 литра воды выделяется около 330 кДж тепла (или около 90 Вт*часов). Средние теплопотери на 1 погонный метр трубы в грунте считаются равными около 10-15 Вт. Зная диаметр трубы (а следовательно и объем воды в ней), нетрудно рассчитать необходимую периодичность включения и продолжительность работы насоса, для полной смены воды в водопроводе, т.е для замены остывшей воды на новую, с температурой грунтовых вод.

Вариант с удалением воды из водопровода.

Того, чего нет – замерзнуть не может. Поэтому для предотвращения замерзания воды в трубе, воду из нее попросту удаляют. Этот способ хорошо известен тем, кто использует погружные насосы, находящиеся непосредственно в скважине. Им достаточно сделать небольшое отверстие в шланге (2-3 мм) неподалеку от насоса, и сразу после его выключения вся вода из водопровода стекает обратно в скважину. На другом конце трубы ставят обратный клапан, который позволяет воздуху заполнять трубу при стекании воды. А при включении насоса клапан закрывается и вода поступает в систему водоснабжения.

Однако этот способ весьма трудоемок для тех, у кого насосы всасывающие, т.е. расположенные непосредственно в подвале или доме. Для их нормальной работы необходимо постоянное наличие воды во всасывающей трубе. У них даже для этого на входном конце трубы стоит обратный клапан не позволяющий воде стекать в скважину. А значит — им придется постоянно ее заполнять из какой то емкости. В принципе — это не сложная процедура для тех, кто посещает свой дом наездами. Процесс приведения системы в рабочее состояние займет всего несколько минут. Но потребуется не забывать сливать воду из водопровода при отъезде. Для них скорее будет более удобен

Вариант с созданием большого давления в водопроводе.

Как известно, вода находящаяся под давлением не замерзает. Вы видите на улицах сел и деревень водоразборные колонки. Они не замерзают в морозы. Трубы проложены достаточно глубоко. Но сами колонки — «на улице». И вода из них течет исправно в любые морозы и не замерзает. А все потому, что в трубе она находится под давлением в несколько атмосфер.

Если в водопровод врезать небольшой ресивер, и перед отъездом нагнетать в него давление в 3-5 атмосферы, то вода в трубе не замерзнет. Для приведения системы в рабочее состояние надо стравить это давление и она готова к работе. Конечно, это так же «промежуточный» способ, не постоянной готовности водопровода, и требующий труб, выдерживающих такое давление, но как вариант… Проще всего его реализовать опять таки на погружных насосах. Они развивают необходимое давление в 5-7 атмосфер. И достаточно установить обратный клапан сразу после насоса, закрыть кран перед ресивером, и включить насос, как весь трубопровод от скважины до ресивера окажется под давлением. Разумеется трубопровод должен быть на него рассчитан.

Вариант с подогревом трубы кабелем.

Этот вариант в последнее время получает все большее распространение. Идея тут довольно простая. Зима, какая суровая ни будь – не навсегда, а всего лишь несколько месяцев в году. Поэтому и вероятность замерзания водопровода существует только в этот период. Поэтому нет смысла копать на 2 метра вглубь, а достаточно на 50 см, утеплить трубу водопровода и навить на ней греющий кабель. Вернее сначала навить, а потом утеплить.

Идея весьма здравая и работоспособная. Фирменный греющий кабель обойдется примерно в 400-500 рублей за погонный метр. Его распределенная мощность должна быть в пределах 10-20 Вт на погонный метр. Однако возможно использование и самодельного греющего кабеля из обычного провода. Один из читателей этого сайта провел весьма успешные эксперименты с его использованием (см статью ). Хотелось бы отметить, что подобный греющий кабель является низковольтным (в отличие от фирменных), а значит безопасным и его можно применить не только снаружи, но и внутри трубы. Т.е. устроить прогрев уже имеющихся водопроводов без из раскопки. Самое промерзаемое место в водопроводе – это обычно место ввода его в дом. Поэтому несколько метров кабеля, вставленные в трубу водопровода, возможно могут снять эту проблему.

Вариант с обогревом трубы воздухом.

Тут хотелось бы немного отвлечься в сторону устройства водопроводов вообще. Напомню, что земля зимой начинает промерзать сверху вниз… Т.е. снизу постоянно идет тепло (+5 градусов), а сверху – холод. Распространение тепла зимой происходит снизу вверх. При устройстве водопровода обычно стремятся утеплить трубу. Причем со всех сторон, надевая на нее трубообразную термоизоляцию. Тем самым теплоизолируя ее не только от холода сверху, но и от тепла снизу. А ведь за счет этого тепла «снизу» она могла бы и обогреваться. Поэтому правильное устройство водопровода должно очевидно выглядеть так:

В этом случае, мы как бы создаем зонтик от холода сверху. В тоже время, тепло снизу проходит к трубе беспрепятственно и обогревает ее.

Другим важным моментом является не просто прокладка водопроводной трубы, а укладка трубы в трубе. Полипропиленовые трубы для канализации 110 м стоят недорого, и протягивание водопроводной трубы через них открывает весьма заманчивые перспективы.

Во-первых, мы получаем возможность быстрого протягивания аварийного шланга по этому коллектору в случае каких то непредвиденных обстоятельств. Для этого достаточно проложить в трубе проволоку или тросик. Или замены водопроводной трубы без раскопок.

Во-вторых, появляется возможность гарантированного обогрева трубы при любых обстоятельствах. Ведь кабели тоже иногда могут испортиться, перегореть или «коротнуть». Тут же достаточно начать нагнетать теплый воздух в трубу коллектора и можно оттаять замерзший водопровод.

В третьих, появляется возможность устроить обогрев водопровода за счет тепла земли. Если у вас есть подвал или погреб, куда входит водопровод, то там наверняка всегда положительная температура. Если на другом конце трубопровода установить вытяжную трубу и оснастить ее высасывающим дефлектором (например типа Вольперта – Григоровича), то теплый воздух неспешно, но постоянно будет вытягиваться из подвала в коллектор трубопровода и обогревать его. Таким образом мы получим и бесплатный и очень надежный обогрев водопровода, и вентиляцию подвала. Затраты на устройство подобного коллектора весьма не значительны.

Водопровод из колодца или скважины может быть зимнего заложения или летнего.

Зимний водопровод от колодца или скважины дает возможность пользоватьсяводой в мороз. Труба с водой закладывается на глубине 1.80 м. Этотпараметр регламентирован СНИПом московской области, и соответствуетмаксимальной глубине промерзания грунта 1.70 м в зимние месяцы.

Вертикальная часть водопровода от горизонтального заложения до точкиводоразбора может быть выполнена разными способами с использованиемсаморегулируемого кабеля. Принцип его работы заключается в физическихсвойствах пластиковой массы проводника, заключенного между нулевой итокопроводящей жилой. В результате любого местного охлаждения такогопроводника увеличивается его сопротивление и как следствие происходитместный нагрев провода. Это позволяет экономить электричество, ненагревая весь провод, а лишь необходимые его участки. Провод подбираетсяпо тепловой мощности на погонный метр, а потребление электроэнергиисоставляет в среднем 20 Вт на погонный метр.

Рассмотрим варианты исполнения:

1. Труба ПНД иностранного производства, например Касафлекс или отечественногоИзопрофлекс с саморегулируемым кабелем, слоем вспененного утеплителя изащитным слоем от механических повреждений. Стоимость погонного метратакой трубы велика, необходимы заделки для подключения саморегулируемогокабеля к обычному проводу и оконцовки для заглушки открытой части трубы.

Для бытового применения таких труб это основная проблема. Так как вдомашних условиях выполнить хорошую заделку без специального инструментаи навыков практически невозможно. Основа саморегулируемого кабеля быстроокисляется при доступе кислорода и воды и кабель перестает работать,труба замерзает.

2. Использование готового финского кабеля ENSTO, предназначенного для установки внутри трубы с специальной обжимноймуфтой, предотвращающей протечку воды между кабелем и трубой. Конечнаячасть такого кабеля имеет уже заводскую заделку, а начальная заводскойпереход на обычный провод. Данный вариант исполнения имеет ряд своихнедостатков, а именно: заужение внутреннего диаметра трубы введеннымвнутрь трубы кабелем, концевой фитинг с обязательным отводом на от трубына 90 градусов, резиновое уплотнение в отводе, нахождение провода сэлектричеством в воде под давлением. И хотя протечка практическиисключена, никто не гарантирует 100-процентное отсутствие брака напроизводстве. В итоге, такая система годится только для уже готовыхтрубопроводов, проложить кабель вдоль которых снаружи невозможно.

3. Вариант который используем мы - это прокладка Корейского, изготовленного под ваш размер саморегулируемого кабеля с выполнением заделок специальными муфтами, снаружи ПНД-трубы 32-40 мм, закреплением его концов и несущей части армированной лентой, с обмоткой трубы с кабелем фольгой и помещением в два слоя утеплителя. Тем самым, исключается человеческийфактор начальных и концевых заделок саморегулируемого кабеля,исключается риск протечки воды и получения удара электрическим током,уменьшается цена погонного метра незамерзающей трубы, вы получаетеабсолютно рабочий, проверенный, ремонтопригодный теплый ввод воды в дом.

При отключении электричества и отсутствии движения воды в трубе, а такжетепла в цоколе, под фундаментом или в подвальном помещении, и одновременном высоком уровне грунтовых вод любой типтрубы может замерзнуть, так как отсутствует источник тепла,преодолевающий сопротивление холода снаружи.

Разрыв труб водоснабжения или канализации – один из самых неприятных вариантов зимних проблем в частных и многоквартирных домах. Помимо перебоев с подачей воды и отводом стоков велик риск затопления жилых и вспомогательных помещений, размывка грунта, повреждения электросети. Основной способ защиты трубопроводов от промерзания и, соответственно, разрывов при резком похолодании – разумная прокладка и качественная теплоизоляция.

Стандартный способ прокладки магистральных коммуникаций – устройство подземной траншеи со специальным теплозащитным и предохраняющим от механических нагрузок коробом. При этом глубина залегания траншеи обязательно, вне зависимости от содержимого трубопроводов, располагается ниже глубины промерзания грунта. Это связано с необходимостью предотвратить сезонные изменения плотности почвы, ее оседания и изменения свойств материалов труб под действием отрицательных температур. Для основной части территории страны глубина промерзания установлена длительными наблюдениями. Данные по средней глубине промерзания почв можно найти в специальных картах.

При этом следует понимать – помимо средних значений, есть и рекордные, в особо холодные зимы или для других типов грунтов (не суглинистых). Поэтому полученную с помощью изолиний карты значения следует увеличивать на 10…15%.

Вопрос о том, при какой температуре замерзает вода в трубах, связан как с глубиной залегания трубопровода, так и с наружными температурами. Важным фактором является также окружение участка с магистралью: в районах с интенсивным круглосуточным движением транспорта или несколькими трубопроводами, в том числе подающими горячую воду, температура почвы даже в промерзающем слое отличается в сторону повышения.

В среднем вода в трубопроводе замерзает, когда температура внешней части трубы опускается до -7 градусов Цельсия. При замерзании вода расширяется, за счет разной скорости движения на разных участках магистрали быстрее всего лед образуется в местах «застоя». Следствие замерзания – трещины, разрыв трубы, срыв резьбы в соединениях.

Вопрос о том, в каких трубах не замерзает вода, некорректен: все зависит от температуры окружающей среды. В полипропиленовых трубах жидкость замерзнет так же, как и в металлических, но для этого среда вокруг должна быть на 2…5 градусов (в зависимости от толщины стенок и скорости потока в трубе) холоднее.

Важно: чем тоньше стенка трубопровода, чем медленнее течет в нем вода – тем выше риск разрыва стенок. Дополнительно способствует промерзанию высокая влажность почв или других материалов, вплотную прилегающих к участку магистрали.

Правила устройства водопровода и канализации в частных и многоквартирных домах требуют прокладки труб ниже уровня промерзания, теплоизоляции всей магистрали и обязательно утепления участков, выходящих на поверхность земли. Оптимальным вариантом подключения магистрали к внутридомовым коммуникациям считается присоединение под землей, в пределах обогреваемой самим зданием зоны.

Что делать, если замерзла вода в трубе дома

Вне зависимости от того, насколько правильно устроены коммуникации, случаются экстренные ситуации, при которых замерзает канализационная или водопроводная труба. Обычно это происходит при необычно сильных морозах или затоплении грунтов рядом с трубопроводом. Как поступить, если в трубах образовался лед?

Чтобы «разморозить» колодец, в него помещают нагреватель любого типа и оставляют включенным в закрытом пространстве на некоторое время.

Важно: недопустимо применять для отогрева труб открытый огонь (горелка, факел, свеча). На время разморозки коммуникаций необходимо отключить воду (не сливать стоки для канализации).

Вне зависимости от того, как долго трубы находились в замерзшем состоянии и каким способом их отогревали, перед началом эксплуатации трубопровод необходимо проверить на целостность.

Пассивные методы утепления водопроводной трубы

Принимать меры, чтобы в частном доме не замерзла вода в трубе под землей, необходимо на стадии строительства здания (прокладки коммуникаций). Для этого применяют пассивные, то есть без использования энергетических источников, способы защиты трубопровода. К ним относятся:

устройство траншеи для внешней магистрали ниже глубины промерзания на 15…20%;
отсыпка траншеи и засыпка трубы щебнем, керамзитом или другим материалом, обеспечивающими быстрый сток просочившейся с поверхности воды;
использование толстостенных трубопроводов большого диаметра, создание уклона в сторону колодца или скважины;
организация теплоизолирующего слоя вокруг трубопровода и мест его соединения с внутридомовыми коммуникациями;
стыковка магистрали с водопроводом и/или канализацией внутри дома легкосъемными элементами – это позволит быстро проверить трубопровод на наличие ледяных пробок и устранить их.

Важно: при создании индивидуальной ветки от магистрали или прокладки водопровода от скважины или колодца к дому стоит отдать предпочтение полипропиленовым, а не металлическим трубам. Это позволит снизить риск разрыва и понизить температуру замерзания жидкости.

Материалы для теплоизоляции водопроводных и канализационных труб

Основные требования к теплоизолирующим материалам для пассивной защиты труб:

минимальный коэффициент теплопередачи;
максимальная сопротивляемость проникновению влаги в изолятор;
устойчивость к действию окружающей среды, химической и физической (давление, удары);
долговечность;
для трубопроводов с горячей водой – способность работать при высоких температурах трубы без потери эксплуатационных свойств.

Таким требованиям отвечают изолирующие короба из пенопласта, вспененного полиуретана, базальтовой ваты с внешним защитным слоем или без. В качестве защитного (и дополнительного теплоизолирующего) слоя используются металлическую фольгу, полимерное покрытие. Применима также стекловата и минеральная вата, однако выпуск этих материалов в виде рулона или матов требует обязательного применения дополнительной обмотки снаружи из рубероида, полиэтилена, стеклоткани. Более детально сравнительные характеристики утепляющих материалов для наружных работ рассмотрены в тематической .

Инновацией на строительном рынке считается теплоизолирующая краска (покрытие). Ее наносят с помощью распылителя, толщина слоя регулируется условиями эксплуатации. Особенно удобен этот материал на труднодоступных участках и для восстановления поврежденных фрагментов теплоизоляции.

В случае, когда теплоизоляция выполняется после длительного периода эксплуатации (замерзли трубы на даче, их решено утеплить), применяется тот вариант материала, который допускают условия прокладки трубопровода. Так, для проложенных непосредственно в грунте труб необходимо заглубить и расширить траншею на участке так, чтобы можно было проложить слой утеплителя. Для входящих в дом фрагментов применяются прямые и изогнутые короба из изолирующих материалов.

При отсутствии угловых элементов или несоответствии их диаметра требуемому применяют метод секционной нарезки так, чтобы фрагменты плотно охватывали трубу на изгибе.

Активные способы защиты труб от промерзания

Если простое утепление и заглубление коммуникаций не обеспечивает беспроблемную эксплуатацию, приходится искать другие методы защиты.

Подогрев трубы кабелем. При этом создается равномерный нагрев трубы до температуры, препятствующей замерзанию жидкости в ней вне зависимости от температуры окружающей среды.
Повышение давления и/или температуры жидкости в трубе. Это позволяет даже при сильных морозах не опасаться возникновения ледяных пробок.
Создание вокруг трубы теплоизолирующего слоя с жесткой защитой от окружающей среды («труба в трубе»).

Теплоизоляция полезна при любом варианте обогрева трубы, наличие твердой оболочки (трубы большего диаметра) позволяет защитить участок от механических нагрузок и проседания грунта. Повысить давление или температуру в трубе можно не во всех типах водопровода. Поэтому оптимальным считается вариант с кабельным обогревом магистрали при наличии теплоизолирующего слоя. Принцип устройства такого обогрева показан на схеме.

Важно: для равномерного нагрева греющий кабель в трубу укладывается не прямолинейно, как обычно показывается на иллюстрациях, а по спирали.

Чтобы таким образом утеплить трубу на зиму, необходимо:

рассчитать шаг спирали обмотки (обычно 10…15 см);
с этим шагом намотать по трубе спираль из фольгированного скотча;
по скотчу без натяга намотать кабель, сверху фиксируя фольгированным скотчем (также по спирали);
устроить теплоизоляцию поверх трубы с кабелем;
зафиксировать теплоизоляционный материал обмоткой сантехническим скотчем или другим способом, уделяя особое внимание стыкам фрагментов изоляции.

В зависимости от того, в каких условиях выполняется монтаж нагревательного кабеля (до укладки трубы или после) применяется либо последовательная навивка с периодическим креплением, либо захлест накладных петель в разном направлении.

Если, по каким-то причинам, спиральная намотка невозможно или нежелательно, используют прямолинейную прокладку.

Места стыков между отдельными участками, места выхода трубы на поверхность утепляются отдельно и дополнительно, так, чтобы можно было при необходимости демонтировать изолирующий слой для ремонта или проверки трубопровода.

Для более эффективной работы нагревательной системы помимо кабеля энергоснабжения монтируются датчики температуры. Они располагаются равномерно по всей длине участка (обычно достаточно 3…5 штук) и либо с помощью системы контроля отправляют данные о критическом понижении температуры трубы на внешнее устройство, либо дают команду повысить ток в нагревательном кабеле.

Утеплить трубы в частном доме можно также с помощью саморегулирующего кабеля внутри трубы. Однако монтаж такого устройства требует хороших навыков и знаний, для непрофессионала представляет затруднения. Кроме того, устроить такой обогрев коммуникаций можно только при их первичной установке. Процесс установки рассмотрен в видеоролике.

Решая вопрос о том, как утеплить канализационную трубу, стоит отдать предпочтение внешней теплоизоляции и нагреву. Это связано с повышенной химической активностью бытовых стоков, быстро разрушающих даже стойкие к биологическим воздействиям оболочки нагревательных кабелей.

Заключение

Правильно рассчитанная и выполненная защита труб водопровода и канализации от промерзания позволяет сохранить работоспособность коммуникаций при сильных морозах. Соблюдая общие правила монтажных и теплоизоляционных работ, даже неопытный в строительстве человек способен самостоятельно произвести утепление всех труб в доме и вне его.