La parte exterior del sistema estacionario de suministro de agua a una casa privada generalmente se coloca en el espesor del suelo. Por lo que no tiene lugar en el sitio, está protegido de los efectos mecánicos. Sin embargo, debe protegerse de las bajas temperaturas durante el período de heladas. ¿Qué hacer para eliminar la formación de atascos en la tubería en el invierno?
Para el suministro de agua ininterrumpido durante el período de invierno, es necesario llevar a cabo el calentamiento de un sistema de suministro de agua en la tierra. Le diremos cómo proteger las tuberías tendidas en el suelo para que no se congelen. El artículo presentado para revisión describe en detalle las soluciones comprobadas para esta tarea.
Reglas para la construcción de abastecimiento de agua subterránea.
La congelación de la tubería de agua subterránea se produce debido al logro de temperaturas del suelo negativas. Una forma de evitar un problema es mantener los tubos a una profundidad donde las temperaturas bajo cero no sean alcanzables.
Si este requisito no se ha cumplido, es necesario tomar otras medidas para resolver el problema del suministro ininterrumpido de agua.








Disposiciones básicas de los documentos reglamentarios.
De acuerdo con el párrafo 11.40 de las reglas de la empresa conjunta 31.13330.2012, la profundidad de las tuberías tendidas, con una cuenta regresiva, debe ser 0.5 metros mayor que la profundidad de penetración calculada en el suelo a temperatura cero. Esto es necesario para excluir la formación de tapones de hielo en la tubería y la ruptura de las tuberías en lugares de cristalización del agua, aumentando durante la congelación en volumen.
La profundidad estimada, de acuerdo con el párrafo 11.41 de las mismas reglas, debe establecerse mediante observaciones de campo de la isolina de congelación del suelo, así como guiarse por la experiencia de la operación de tuberías en el área.
Dicha información puede ser propiedad del centro meteorológico o de las organizaciones de suministro de agua. En ausencia de datos de campo, es necesario determinar la profundidad por cálculo térmico.

De acuerdo con la cláusula 5.5.3 del conjunto de reglas SP 22.13330.2011, la profundidad normativa de la congelación estacional del suelo en ausencia de observaciones a largo plazo debe determinarse sobre la base de los cálculos térmicos presentados en la siguiente figura.
Los valores de la temperatura media mensual del aire por asentamientos de las entidades constituyentes de la Federación de Rusia deben tomarse de la Tabla 5.1 del Código de Reglas SP 131.13330.2012.

En caso de exceder el valor obtenido de 2.5 metros, así como para áreas montañosas con un cambio brusco en el terreno, las condiciones climáticas o de ingeniería geológica, es necesario determinar la profundidad normativa del congelamiento del suelo de acuerdo con las fórmulas en el Apéndice D de las normas SP 25.13330.2012.
La profundidad de congelación estimada de acuerdo con la cláusula 5.5.4 del código de las reglas SP 22.13330.2011 para áreas con valores de temperatura promedio anual no negativos se determina multiplicando el valor estándar por un factor de 1.1. Para territorios con valores negativos, este valor se calcula de acuerdo con SP 25.13330.2012.
Protección de baja temperatura
No siempre es posible colocar total o parcialmente el sistema de suministro de agua por debajo de la isoterma cero. A veces, esto no se puede hacer por razones técnicas, por ejemplo, cuando la salida de una tubería de agua de un pozo se encuentra por encima del límite de la zona de congelación de la tierra.
La marca de profundidad del nivel de congelación se determina de acuerdo con las especificaciones climáticas de la región en la que se construye el suministro de agua.
Para el carril central, este valor es de 1.0–1.3 m, dependiendo del tipo de suelo, en áreas con inviernos severos, la profundidad de colocación de las tuberías, de acuerdo con las reglas, será de más de 2.0–2.5 metros, lo cual es muy costoso cuando se coloca. Y si es necesario reparaciones.

Si es imposible o costoso colocar el sistema de suministro de agua a una gran profundidad, se utilizan otras medidas para su funcionamiento ininterrumpido. Se pueden dividir en dos categorías:
- Calentamiento Diseñado para reducir la pérdida de calor por un objeto por unidad de tiempo. Se realiza utilizando materiales de baja conductividad térmica.
- Climatizada Diseñado para aumentar la temperatura del objeto. Para la implementación de este procedimiento se requiere una fuente externa de energía térmica.
La elección del aislamiento o calentamiento de la rama externa del suministro de agua depende de las condiciones de operación, la temperatura, la geometría del sistema, la simplicidad del trabajo realizado, así como la eficiencia, el costo y la confiabilidad de la forma de resolver el problema.
Maneras de calentar el agua al aire libre.
Hay muchas maneras de aislar un sistema de agua al aire libre ubicado en el suelo. Si solo se suministra agua fría, debido a una pequeña diferencia de temperatura, la conductividad térmica de los materiales utilizados no es tan importante como su durabilidad, resistencia o precio.

Aplicación de técnicas sencillas.
En ese caso, si las tuberías están ubicadas prácticamente en el borde de la zona de congelación, para excluir la probabilidad de detener el suministro de agua, puede realizar acciones elementales que no requieren grandes inversiones y un desempeño calificado del trabajo.
Para las regiones del sur, donde la profundidad del acueducto es poco profunda, basta con excavar las tuberías en otoño, rellenarlas con un material aislante respetuoso con el medio ambiente y enterrar nuevamente la zanja.
Para el aislamiento, puede utilizar hojas, paja, virutas o aserrín. Tienen una conductividad térmica baja, pero para el próximo invierno tendrán tiempo para pudrirse en el suelo, por lo que este procedimiento debe repetirse anualmente.
Si, según los cálculos, las tuberías están ubicadas ligeramente por encima del nivel, lo que hace posible garantizar que el sistema no se congele, en lugar de profundizar el sistema de suministro de agua, el problema puede resolverse elevando la isoterma cero.
Esto se puede hacer de dos maneras:
- Incrementa el grosor de la capa de tierra, la vierte encima;
- Uso para calentar la nieve caída.
En ambos casos, el centro del relleno sanitario o la franja de nieve se encuentra a lo largo del acueducto, y su ancho debe ser al menos el doble de la profundidad de la tubería.

El aterrizaje cambiará el paisaje de una parcela del área local, y el aislamiento con residuos de plantas y madera o nieve debe llevarse a cabo de manera continua. Por lo tanto, para una solución larga y confiable del problema del aislamiento del suministro de agua, se utilizan materiales especiales desarrollados.
El acueducto colocado debajo de la congelación estacional del suelo en la región se calienta solo en la sección que pasa a través de la congelación de rocas en invierno. El aislamiento térmico está dispuesto desde el nivel especificado para ingresar a la tubería en la casa.
Si el sistema de suministro de agua se lleva a la casa a través de un sótano sin calefacción ubicado debajo de la profundidad de la penetración de las heladas, entonces el aislamiento se lleva a cabo dentro del sótano. Luego se coloca una caja de madera alrededor de la sección de suministro de agua, y el espacio entre ésta y la tubería se llena con aserrín o lana de basalto.
Tipos y formas de materiales.
Para aislar tuberías con materiales que se presentan en forma de conchas, formas que siguen los contornos de tuberías y componentes del sistema. Están hechas de algodón de basalto, lana de vidrio, espuma de plástico, espuma de poliestireno extruido, espuma de poliuretano, vidrio de espuma.
En el caso de lana mineral y lana de vidrio, la presencia de un sobre de aluminio es un requisito previo para la colocación subterránea. Evita la humectación del aislamiento, por lo que las propiedades aislantes del material se destruyen prácticamente. La cáscara se puede reemplazar enrollando el tubo con aislamiento de basalto con fieltro para techos.
Debido a la capacidad de absorber libremente la humedad en la disposición de las redes subterráneas, no se utiliza aislamiento acolchado en forma de esteras cortadas en placas o enrolladas en balas sin protección externa a prueba de agua.
Una excepción puede ser la colocación de la tubería en bandejas de concreto que llenan el espacio libre entre la bandeja y la tubería con arcilla expandida o material similar.

La cubierta aislante es una forma cilíndrica de palanquilla terminada, cuyo diámetro interior coincide con el diámetro exterior de la tubería. Los productos con una longitud de 60 cm a 2 metros consisten en un tubo sólido con una costura estructural, si el material aislante es elástico o en varias secciones (la mayoría de las veces dos). La principal ventaja del material de sección para el aislamiento es la facilidad de instalación del producto.
La conexión de las mitades de la cubierta relativamente delgada ocurre con la imposición del borde del elemento en el siguiente elemento para evitar la formación de secciones desprotegidas de la tubería. Los segmentos del medidor de compensación, como regla, son de 15 a 20 cm.
Si necesita utilizar un aislamiento espeso, es mejor elegir la carcasa con el chaflán de montaje en el borde frontal. La segunda forma de asegurar uniones estrechas es desplazar las partes de la carcasa entre sí.

En la atadura de las partes del caparazón use la cinta adhesiva sanitaria. La protección de los pilares de las curvas de los tubos, los giros y otros componentes del sistema se produce con la ayuda de formas especiales.
Pintura aislante y pulverización de espuma de poliuretano.
Una de las soluciones adicionales para prevenir la congelación de la línea de suministro de agua externa ubicada en el suelo es el aislamiento térmico líquido o pulverizado. Este método le permite de manera confiable, sin costuras y puentes fríos, proteger áreas con geometría compleja, para las cuales es difícil usar materiales estándar para aislamiento.
La espuma de poliuretano tiene una consistencia líquida y se aplica a los objetos con aislamiento térmico mediante pulverización. Posee uno de los mejores indicadores de conductividad térmica, así como una serie de otras propiedades positivas, este material se caracteriza por una gran desventaja: es necesario un equipo especial para su aplicación.

Encontrar empresas que se involucren en el aislamiento con espuma de poliuretano no es difícil, ya que se usa activamente en diferentes objetos. Sin embargo, todos los proveedores de servicios tienen restricciones en el área de pulverización mínima, por lo que es poco probable que sea posible encontrar una opción asequible solo para 10 o 20 metros del gasoducto.
La pintura especial para aislamiento térmico de tuberías, similar a la espuma de poliuretano, se puede aplicar por pulverización. Se vende en latas, por lo que este procedimiento es fácil de realizar de forma independiente. También hay una opción en forma líquida, que le permite pintar los elementos del acueducto con un pincel común.




La pintura aislante térmica contiene aditivos en forma de microesferas cerámicas, espuma de vidrio o perlita. La conductividad térmica de este material es bastante baja; sin embargo, debido a la capa delgada de deposición, puede que no sea suficiente para resolver el problema de calentar una sección del suministro de agua que cruza el suelo congelado.
Debido al alto costo, la aplicación de una capa gruesa de pintura aislante térmica es costosa. Por lo tanto, su uso para el calentamiento se justifica solo en áreas con una geometría compleja o en lugares donde posiblemente ocurran puentes fríos.

Sin embargo, en el caso de tuberías de acero, el uso de pintura a lo largo de toda la longitud junto con otro calentador puede ser apropiado por otra razón. La presencia de material poroso en la composición conduce a un alto índice de adhesión, eliminando la posibilidad de formación de corrosión externa, lo que es importante para las estructuras metálicas ubicadas en el suelo.
Soluciones completas
El problema de la congelación de la rama de la calle del suministro de agua es muy relevante. La demanda crea oferta y, por lo tanto, hay una gran cantidad de soluciones completas confeccionadas en forma de tuberías con aislamiento térmico y elementos de conexión en el mercado. Son tuberías rodeadas de aislamiento, que están encerradas en una carcasa sólida o flexible.




Hay versiones tanto de un tubo como de dos tubos de una solución lista para el aislamiento del tendido de tubos externo. Para el suministro normal de agua fría, las construcciones que contienen tuberías de plástico son la mejor opción. Son más baratos que las contrapartes de metal y tienen una alta velocidad de instalación.
Los tubos calentados de PND se entregan en bahías de hasta 200 metros de largo. Los sistemas de suministro de agua basados en ellos se pueden realizar con un número mínimo de juntas.
Si se utiliza material corrugado como la cubierta exterior, es posible conducir la tubería sin el uso de juntas de esquina. Esto es posible debido a la simplicidad de realizar curvas de pequeño radio de todas las partes del kit.

Protección del aislamiento contra factores negativos.
La protección contra la congelación del suministro de agua ubicado en el suelo tiene sus propios detalles. El material no debe perder total o parcialmente sus propiedades aislantes bajo la influencia de factores externos.
Повторное утепление или ремонт внешних слоев требует выполнения дорогих и трудоемких земляных работ, поэтому необходимо сразу позаботиться о сохранении целостности защитной структуры.
Деструктивное воздействие земли и воды
Подземный водопровод испытывает давление грунта, поэтому используемый при утеплении материал может быть смят. При этом может значительно увеличиться его теплопроводность. Для недопущения подобного развития событий необходимо создать твердую внешнюю оболочку с помощью труб большего диаметра или специальных лотков.

В случае применения в качестве теплоизоляции трубопроводов гигроскопичных материалов, необходимо предотвратить возможность влияние на них грунтовой воды, всегда находящейся в земле независимо от степени водонасыщенности грунта.
Для защиты минеральной и стекловаты применяют дополнительные средства защиты – пластиковые трубы размера большего, чем водопроводные, что одновременно решает проблему смятия утеплителя.
Также можно использовать следующие материалы для создания гидроизоляционной оболочки:
- рулонная алюминиевая фольга;
- армированный (сантехнический) скотч;
- рубероид;
- полиэтиленовая пленка высокой плотности.
Пенопласт, экструдированный пенополистирол слабо впитывают влагу, но со временем тоже приходят в негодность при постоянном размораживании. Полностью не подвержены смятию и воздействию влаги пеностекло, пенополиуретан, а также теплоизоляционная краска.

Решение проблемы насекомых и грызунов
Еще одной причиной повреждения утепления водопровода могут быть грызуны и насекомые. Муравьи прогрызают в привлекательной для них теплоизоляции многочисленные ходы, а мыши используют его для строительства гнезда. Эти действия оголяют части труб, что негативно влияет на качество утепления.
Ни насекомые, ни мыши не могут испортить пенополиуретан, пеностекло, но отлично расправляются с базальтовой ватой. Ее и подобные материалы для наружного утепления труб водопровода необходимо обязательно защитить от грызунов, если они расположены на глубине менее 2 метров. Земляные муравьи не проникают ниже 1 метра, а лесные при этом строят большой муравейник, надземную часть которого невозможно не заметить.
Для защиты от грызунов можно оборачивать утеплитель металлической мелкоячеистой сеткой. Чтобы воспрепятствовать доступу не только мышей, но и муравьев необходимо обернуть материал алюминиевой фольгой, армированным скотчем или использовать в качестве внешней оболочки пластиковые трубы или лотки любой формы.

Обогрев внешних систем подачи воды
Если рассматривать любую систему, то утепление – это всего лишь способ увеличить время снижения ее температуры до значения, соответствующего окружающей среде. Поэтому иногда приходится прибегать к другому варианту предотвращения перемерзания водопровода – обогреву.
Происходит обогрев водопровода за счет внешних источников энергии и существует несколько способов организации этого процесса.
Организация циркуляции воды
Простейшим источником дополнительной тепловой энергии служит вода, температура которой выше, чем в утепляемом участке водопровода. Если более теплая вода постоянно замещает охлажденную, то система не замерзает. По этой причине работает метод “приоткрытого крана”, когда организуют медленное, но постоянное движение жидкости по трубам.
Для холодного водоснабжения индивидуального жилья можно организовать периодическое замещение воды в наружной ветке на более теплую. В случае подачи из магистрального водопровода необходимо часто малыми порциями производить слив, обеспечивающий замещение жидкости.
Рационально для этого использовать расположенную в доме специальную емкость, выполняющую также функции отстойника, из которой впоследствии забирать воду для своих нужд.

Если снабжение организовано из скважин, в которых температура воды обычно составляет от 7 до 10 градусов Цельсия, то необходимо чаще включать насос. Для хранения воды можно также использовать обычную накопительную емкость или гидробак.
Можно с помощью второй трубы и трехходового крана организовать циркуляцию жидкости со сливом ее обратно в колодец. За один раз достаточно прокачивать 1, 5 – 2 объема отрезка водопровода, расположенного в земле между оголовком скважины и входом в дом.
В случае забора воды из скважины существует также вариант со сливом ее самотеком обратно после остановки насоса. Этот метод нецелесообразно использовать в случае металлических элементов системы водоснабжения. Постоянная смена жидкости и воздуха приводит к интенсивной коррозии внутренней поверхности труб и ухудшению качества воды.
В автономных системах водоснабжения на базе скважин требуется утепление источника воды так же, как и теплоизоляция самого трубопровода. Рекомендуем ознакомиться со статьей, посвященной методам теплоизоляции водозаборных скважин.
Если существует вероятность длительного простоя воды и, как следствие, ее замерзания, то несмотря на утепление, необходимо применять другие способы обогрева.
Использование электрического кабеля
Наиболее часто в качестве дополнительного источника тепла для индивидуального водопровода, расположенного в земле, применяют электрические кабели. Их можно размещать как внутри трубы, подающей воду, так и на ее внешней поверхности. Принцип обогрева заключается в преобразовании электрической энергии в тепловую.

Расположенные внутри системы кабели обладают более высоким КПД, чем наружные по причине прямого нагрева жидкости.
К минусам такого варианта расположения кабеля относят:
- более высокую цену за погонный метр из-за соответствия экологическим требованиям;
- сложность, а иногда и невозможность проведения через искривленные участки водопровода;
- настоятельные рекомендации специалистов производить подключение через УЗО, несмотря на сертификаты соответствия повышенным требованиям электрической защиты.
Монтаж обоих вариантов приблизительно равен по сложности. Кабель, проходящий внутри трубы, продают в комплекте со специальной оконечной муфтой. Его подключение производят через стандартный тройник. Наружный кабель крепят при помощи алюминиевого скотча, а сверху обязательно накладывают утепляющую скорлупу, чтобы энергия не уходило в землю.




В комплекте с резистивным кабелем, выделяющим постоянное количество тепла, для экономии электроэнергии лучше использовать термостат для автоматического включения и выключения обогрева. При использовании саморегулирующего варианта кабеля необходимо правильно подобрать его параметры, тогда в применении устройства регулирующего температуру нет необходимости.
Существуют готовые комплексные решения, которые помимо водопроводной трубы, утеплителя и жесткой водонепроницаемой оболочки имеют внедренный кабель для обогрева. Такие комплекты существенно сокращают время монтажа системы, однако покупка всех элементов по отдельности выйдет значительно дешевле.

Греющим кабелем можно обогревать как часть системы, так и полностью наружный участок трубопровода, благодаря чему становится необязательной прокладка магистрали ниже отметки сезонного промерзания грунтов.
Применение теплого воздуха
Еще одним действенным способом защиты проложенного в земле водопровода от перемерзания является обогрев его теплым воздухом из дома. Существует два варианта – с естественной и принудительной циркуляцией воздуха и для обоих необходима установка дополнительного закрытого лотка или трубы большего диаметра.
В случае с естественной циркуляцией воздуха на водопровод одевают трубу и утепляют ее снаружи. Она имеет выход в теплое помещение и, поэтому, происходит медленная циркуляция обволакивающего систему водоснабжения воздуха с передачей ему тепла из подвала или первого этажа дома.
Во втором случае, по всей длине водопровода крепят два швеллера (п-образных профиля) по которым проходит воздух. Их обматывают утеплителем и закрывают наружной трубой во избежание сдавливания землей утеплителя и профилей.
В конце обогреваемого отрезка эти профили соединяют, получая, таким образом, замкнутую систему с входом и выходом внутри помещения. Подача воздуха происходит принудительно с помощью фена.

Conclusiones y video útil sobre el tema.
Video # 1. Прокладка трубопровода в земле от скважины до дома с его утеплением и нюанс промерзания около фундамента:
Video # 2. Утепление водопровода, реализованного на основе пластиковой трубы и способ утепления колена с помощью цилиндра большего диаметра:
Video # 3. Подробная инструкция по креплению внешнего греющего кабеля с учетом правильного обхода крепежных элементов и кранов:
Качественное утепление или обогрев системы подачи воды, расположенной под землей, обеспечит ее бесперебойное поступление в зимний период. В случае пренебрежения правилами монтажа и защиты от холода, может последовать сложная процедура разморозки и дорогой ремонт водопровода.
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