Какая теплоизоляция лучше, и как она влияет на функциональность трубопровода – те вопросы, с которыми вы неизменно столкнётесь при строительном планировании. Заметим, что выбор соответствующего материала зависит сразу от нескольких факторов:
- типа объекта, который предстоит изолировать. Это трубы отопления или охлаждения, горячего или холодного водопровода, а также предназначенные для транспортировки газа, масел, нефтепродуктов и т.д.;
- способа прокладки, который может быть подземным (в каналах или бесканальный), надземным или подводным.
Цели и задачи теплоизоляции трубопроводов
Элементы изоляции выполняют ряд важных функций, действие которых тесно связано со свойствами используемых материалов.
Задача утеплителя на трубах отопления или горячего водоснабжения состоит в том, чтобы минимизировать потери тепла. Это позволяет сэкономить ценную энергию и, соответственно, уменьшить эксплуатационные расходы теплопровода.
Материал с низким коэффициентом теплопередачи защищает трубы обратного контура отопительной системы или холодного водоснабжения от появления конденсата, если они проходят в тепле, или от замерзания – если они находятся в неотапливаемых помещениях с очень низкими зимними температурами.
Верхний слой, так называемая оболочка, предохраняет уже сам теплоизолятор от механических повреждений, намокания или разрушающего действия среды.
Виды и свойства утепляющих материалов
Чтобы теплоизоляция хорошо выполняла свою задачу, она должна иметь особенные свойства:
- Низкую теплопроводность, которая выражается в Вт/(м·°С). Чем ниже показатель, тем эффективнее материал.
- Устойчивость к высоким температурам и перепадам температур. Эта особенность обеспечивает стабильность свойств изолятора независимо от тепловых изменений.
- Устойчивость к действию воды и влиянию среды. Теплопроводность намокшего материала обычно резко повышается, и он перестаёт выполнять свою функцию. Точно так же не работает термоизолятор, разрушенный ультрафиолетом или грызунами.
- Негорючесть или низкую горючесть со способностью не распространять огонь.
- Химическую инертность к материалу трубопровода – чтобы избежать разрушающих последствий нежелательного взаимодействия между ними.
- Устойчивость к эксплуатационным нагрузкам и пластичность, чтобы выдерживать тепловые деформации труб.
Самый старый из современных утеплителей – минеральная вата. Это понятие обобщает негорючие волокнистые материалы из расплавов песка, стекла, горных пород и доменного шлака. У минваты очень широкий диапазон рабочих температур – от -180 °С до +700 °С. Её плотность, в зависимости от марки, составляет 35, 50 и 70 кг/м3. Теплопроводность при 25 °С – 0,040, 0,039 и 0,038 Вт/(м·°С) соответственно.
Наматывается вата на готовый трубопровод вручную, что является довольно трудоёмким и небезопасным для здоровья процессом, так как минеральная пыль и органические летучие компоненты вредят человеческому организму. Поэтому при установке в цехах или в местах хранения пищевых и фармацевтических продуктов минеральная вата может применяться только в обкладках и под покровным слоем из металла. Минвата не ставится на трубопроводы, которые подвергаются вибрации и ударам. В настоящее время выпускаются формованные изделия на основе минеральной ваты, которые устанавливаются значительно проще листового материала.
Пенополиэтилен производят из этилена (рабочий диапазон температур от -80 °С до +95 °С). ППЭ-изоляция в виде полых цилиндров – одна из самых популярных для внутренних коммуникаций всех видов. Этот недорогой и удобный в монтаже теплоизоляционный материал хорошо работает как в сухих, так и во влажных помещениях. Он не поглощает ни пар, ни воду, и поэтому не создаёт среду для размножения грибков и плесени. Покрытия из полимера и фольги позволяют использовать материал на открытых площадках. Плотность ППЭ может варьироваться в очень широких пределах, поэтому о теплопроводности изделий лучше справляться в спецификациях производителей.
Пенорезина – улучшенный вариант пенополиэтилена. Материал устойчив к ультрафиолету, хорошо пропускает пар, очень эластичный, но тяжёлый. Подходит для изоляции медных, стальных и пластиковых труб. Граница его термической стойкости – +90-95 °С.
Пенополиуретан – один из самых эффективных теплоизоляторов, которые можно купить сегодня. Он получается в результате смешивания двух компонентов – полиола и изоцианата. Его теплопроводность не превышает 0,033 Вт/(м·°С) при 50 °С. Материал устойчив к температурам в диапазоне от -40 °С до +150 °С, медленно поглощает влагу, но не подвержен гниению. Воспламеняется при наличии источника горения, но без него быстро затухает. Добавка к двухкомпонентной смеси антипиренов повышает уровень огнеустойчивости пенополиуретана.
ППУ интересен тем, что его можно наносить прямо на трубы в месте их эксплуатации, что обеспечивает плотное прилегание изолирующего слоя в каждой точке и исключает формирование мостиков холода. При прокладке трубопровода удобнее использовать готовые теплоизолированные элементы, изготовленные в заводских условиях, а на месте выполнять только герметизацию стыков.
Из-за способности поглощать влагу, пенополиуретановая изоляция должна быть покрыта оболочкой и оборудована индикаторами системы оперативного контроля. Наличие последней повышает надёжность трубопровода в целом. Пенополиуретановое утепление в оболочке из полиэтилена предназначено для подземной бесканальной прокладки теплопроводов и трубопроводных магистралей. В оцинковке – для надземной, а также для прокладки в проходных каналах.
Пенополиминеральная изоляция – это пенополиуретан, усиленный минеральной составляющей. Благодаря более высокой механической прочности и водонепроницаемости, ППМ позволяет отказаться от обязательной оболочки и системы контроля. Но при этом у него хуже показатели теплопроводности. При одной и той же толщине слоя теплопотери пенополиминерального изолятора будут выше, чем пенополиуретанового.
Жёсткие формованные изделия из пенопластов, в том числе и из пенополистирола, представляют собой полуцилиндры с замковым соединением для обеспечения теплоизоляции на стыке. Деструктивные изменения пенопластов начинаются при температуре выше 160 °С. Так как он легко воспламеняется и горит с выделением токсических веществ, для строительных работ позволяется применять только модифицированный антипиреном материал.
На пенопластах при определённых условиях могут поселяться колонии микроорганизмов, а также их нередко повреждают грызуны. Если вы собираетесь теплоизолировать «скорлупой» из пенопласта коммуникации в сыром подвале, в который забредают мыши, то следует позаботиться о защите утеплителя.
Выводы
Сравнивать разные теплосберегающие материалы можно только с точки зрения исходных условий задачи. Например, минеральную вату неудобно укладывать на трубы малого диаметра. Кроме того, её наличие нежелательно в жилых и бытовых помещениях. Но она выдерживает очень высокие температуры. Пенополиэтилен, напротив, легко монтируется, но не подходит для парового отопления, так как начинает деформироваться уже при 95 °С. Наиболее универсальным из всей группы популярных теплоизоляторов можно назвать пенополиуретан - он легко формуется и выдерживает высокие температуры. Кроме того, можно купить готовые к установке элементы трубопровода в теплоизоляции и оболочке, что существенно ускоряет процесс прокладки.
