Isolering af vandrør i jorden: regler for varmeisolering af udendørsgrene

Den udvendige del af et stationært vandforsyningssystem i et privat hus placeres normalt i jorddybden. På den måde optager det ikke plads på grunden og beskyttes mod mekaniske påvirkninger. Men det skal også beskyttes mod lave temperaturer i frostperioden. Hvad kan man gøre for at forhindre dannelse af ispropper i rørledningen om vinteren?

For en uafbrudt vandforsyning om vinteren er det nødvendigt at isolere vandrør i jorden. Vi fortæller, hvordan man beskytter rør lagt i jorden mod frost. I den præsenterede artikel beskrives detaljeret de praktisk afprøvede løsninger på dette problem.

Regler for konstruktion af underjordisk vandforsyning

Frysning af underjordisk vandforsyning sker, når jordtemperaturen når negative værdier. En af måderne at forhindre problemet på er at lægge rør i en dybde, hvor minusgrader ikke nås.

Hvis dette krav ikke er opfyldt, skal der træffes andre foranstaltninger for at sikre en uafbrudt vandforsyning.

Grundlæggende bestemmelser i regulativer

I henhold til punkt 11.40 i regelsættet SP 31.13330.2012 skal dybden af nedgravede rør, målt til bunden, være 0,5 meter større end den beregnede dybde for nul-temperaturindtrængning i jorden. Dette er nødvendigt for at forhindre dannelse af ispropper i rørledningen og brud på rør på steder, hvor vand krystalliserer, hvilket øges i volumen ved frysning.

Den beregnede dybde, i henhold til punkt 11.41 i samme regler, skal fastlægges ved feltobservationer af jordens frostlinje og baseres på erfaring med drift af rørledninger i området.

Sådan information kan være tilgængelig fra hydrometeorologisk center eller vandforsyningsorganisationer. Hvis der ikke er feltdata, skal dybden bestemmes ved termiske beregninger.

Som følge af overfrysning af vandrør sker der ofte rørbrud. Hvis de er placeret i jorden, vil udskiftning tage lang tid.

I henhold til punkt 5.5.3 i regelsættet SP 22.13330.2011 skal den normative dybde af sæsonbestemt jordfrysning, i mangel af data fra langtidsobservationer, bestemmes på grundlag af termiske beregninger, som vist på figuren nedenfor.

Værdier for gennemsnitlig månedlig lufttemperatur for bebyggelser i Den Russiske Føderations enheder skal tages fra tabel 5.1 i regelsættet SP 131.13330.2012.

Værdien af den beregnede normative dybde for sæsonbestemt jordfrysning afhænger af jordtypen og de klimatiske forhold i den kolde periode for dette område.

Hvis den opnåede værdi overstiger 2,5 meter, samt for bjergområder med skarpe ændringer i terræn, klimatiske eller ingeniørgeologiske forhold, skal den normative frysedybde bestemmes i henhold til formlerne i Bilag 'G' i regelsættet SP 25.13330.2012.

Den beregnede frysedybde i henhold til punkt 5.5.4 i regelsættet SP 22.13330.2011 for områder med ikke-negative gennemsnitlige årlige temperaturer bestemmes ved at gange den normative værdi med en faktor 1,1. For områder med negative værdier beregnes denne værdi i henhold til SP 25.13330.2012.

Beskyttelse mod lave temperaturer

Det er ikke altid muligt at lægge vandforsyningssystemet helt eller delvist under nul-isotermen. Nogle gange er det teknisk umuligt, f.eks. når vandrørets udløb fra brønden er over grænsen for jordens frysezone.

Frysezonens dybde bestemmes ud fra de klimatiske forhold i regionen, hvor vandforsyningen etableres.

For det centrale Rusland er denne værdi 1,0 – 1,3 m afhængigt af jordtypen, i områder med strenge vintre vil dybden for rørplacering ifølge reglerne være mere end 2,0 – 2,5 meter, hvilket er meget dyrt både ved lægning og ved eventuel reparation.

I områder med kolde og lange vintre kan rendedybden for lægning af vandforsyning være mere end 2,0 – 2,5 meter afhængigt af jordtypen, hvori rørledningen lægges.

Hvis det er umuligt eller for dyrt at placere vandforsyningen i stor dybde, anvender man andre foranstaltninger for at sikre uafbrudt drift. De kan inddeles i to kategorier:

• Isolering. Beregnet til at reducere varmetabet fra objektet pr. tidsenhed. Det udføres med materialer med lav varmeledningsevne.
• Opvarmning. Beregnet til at øge objektets temperatur. Til denne procedure er der brug for en ekstern kilde til termisk energi.

Valget af isoleringsmulighed eller opvarmning af den udendøre del af vandforsyningen afhænger af driftsforholdene, temperaturforholdene, systemets geometri, arbejdets enkelhed samt effektiviteten, omkostningerne og pålideligheden af løsningsmetoden.

Metoder til isolering af udvendig vandforsyning

Der findes mange metoder til at isolere et udendørs vandforsyningssystem, der er placeret i jorden. Hvis der kun leveres koldt vand, er varmeledningsevnen af de anvendte materialer på grund af den lille temperaturforskel ikke så vigtig som deres holdbarhed, styrke eller pris.

For varmtvandsforsyning, der leveres til et landsted via et centralt net, isoleres jordoverfladestrækninger. På grund af den store temperaturforskel mellem varmt vand og omgivelserne lægges der stor vægt på materialets varmeledningsevne.

Anvendelse af enkle metoder

Hvis rørene er placeret næsten på grænsen af frysezonen, kan man udføre elementære handlinger uden store investeringer og kvalificeret arbejde for at undgå risikoen for stop i vandforsyningen.

For sydlige regioner, hvor vandforsyningen ligger i ringe dybde, er det tilstrækkeligt om efteråret at grave rørene op, fylde dem med miljøvenligt isoleringsmateriale og igen begrave renden.

Til isolering kan man bruge blade, halm, spåner eller savsmuld. De har lav varmeledningsevne, men inden næste vinter når de at rådne i jorden, så proceduren skal gentages årligt.

Hvis rørene ifølge beregningerne ligger lidt over det niveau, der kan garantere, at systemet ikke fryser, kan problemet løses ved at hæve null-isotermen i stedet for at grave vandledningen dybere.

Dette kan gøres på to måder:

• øge jordlagets tykkelse ved at fylde jord ovenpå;
• bruge faldet sne til isolering.

I begge tilfælde er midten af jord- eller snebæltet placeret langs vandledningen, og bredden skal være mindst dobbelt så stor som rørlægningsdybden.

Sne er en god naturlig isolator. Selv et 30 cm tykt lag kan halvere jordens frysedybde.

Opfyldning af jord ændrer landskabet på grunden, og isolering med plante- og træaffald eller sne skal udføres konstant. Derfor bruges specielt udviklede materialer til en langvarig og pålidelig isolering af vandledningen.

En vandledning, der ligger under den regionale sæsonbestemte jordfrysningslinje, isoleres kun på strækningen gennem de lag, der fryser om vinteren. Varmeisoleringen installeres fra det nævnte niveau til rørets indføring i huset.

Hvis vandledningen føres ind i huset gennem en uopvarmet kælder, der er anlagt under frysedybden, udføres isoleringen inden for kælderrummet. Der bygges en trækasse omkring vandledningsstrækningen, og mellemrummet mellem kassen og røret fyldes med savsmuld eller basaltuld.

Typer og former af materialer

Til isolering af vandledninger bruges materialer i form af skaller – former, der følger rørenes og systemets samlingers konturer. De er lavet af basaltuld, glasuld, skumplast, ekstruderet polystyrenskum, polyurethanskum, skumglas.

Ved brug af mineraluld og glasuld er en foliebeklædning et obligatorisk krav til underjordisk installation. Den forhindrer isoleringen i at blive våd, hvilket ellers næsten ville ødelægge materialets isoleringsegenskaber. Beklædningen kan erstattes med at vikle røret med basaltisolering og tagpap.

På grund af evnen til uhindret at opsuge fugt bruges vatisolering i form af plader eller ruller uden ekstern vandtæt beskyttelse ikke til underjordiske net.

En undtagelse kan være lægning af rørledningen i betonrender med udfyldning af det frie rum mellem renden og røret med letklinker eller lignende materiale.

Tilstedeværelsen af en konstruktionssøm i cylindriske isolatorer baseret på glasuld gør det nemt at installere produktet på vandrør.

Isoleringsskaller er færdige cylindriske emner, hvis indre diameter svarer til rørets ydre diameter. Produkter med en længde fra 60 cm til 2 meter består af et helt rør med en konstruktionssøm, hvis isoleringsmaterialet er elastisk, eller af flere (oftest to) sektioner. Den største fordel ved sektionsmateriale til isolering er nem installation.

Samlingen af halvdelene af en relativt tynd skal sker ved at overlappe kanten af et element over det næste for at undgå ubeskyttede områder af rørledningen. Forskydningen af meterlange stykker er normalt 15-20 cm.

Hvis det er nødvendigt at bruge tykkere isolering, er det bedre at vælge en skal med en monteringsfase i endekanten. Den anden mulighed for at sikre tætte samlinger er at forskubbe skaldelene lidt i forhold til hinanden.

For at skabe stærke skalforbindelser og øge stivheden af den termiske isoleringskonstruktion anbefales det at forskubbe skaldelene lidt i forhold til hinanden.

Ved fastgørelse af skaldelene bruges VVS-tape. Beskyttelse af tilslutninger af rørbøjninger, drejninger og andre systemkomponenter sker ved hjælp af specielle formede stykker.

Termo-isolerende maling og påsprøjtning af polyurethanskum

En af de ekstra løsninger til at forhindre frysning af den udvendige vandforsyningsledning, der er placeret i jorden, er flydende eller sprøjtbar termisk isolering. Denne metode gør det muligt pålideligt, uden samlinger og kuldebroer, at beskytte områder med kompleks geometri, hvor det er vanskeligt at bruge standard isoleringsmaterialer.

Polyurethanskum har en flydende konsistens og påføres de isolerede objekter ved sprøjtning. Med en af de bedste varmeledningsevneegenskaber samt en række andre positive egenskaber har dette materiale en væsentlig ulempe: der kræves specialudstyr til påføring.

Polyurethanskum er en af de bedste isolatorer til underjordiske vandrør. Påsprøjtning er dog en teknologisk kompleks proces, der kræver dyrt udstyr, overholdelse af sikkerhedsforanstaltninger og professionelle færdigheder.

Det er ikke svært at finde firmaer, der arbejder med isolering ved hjælp af polyurethanskum, da det aktivt bruges på forskellige steder. Men alle tjenesteudbydere har begrænsninger for minimum sprøjteområde, så det er usandsynligt at finde en prisvenlig mulighed udelukkende for 10 eller 20 meter rørledning.

Special varmeisoleringsmaling til isolering af rør, ligesom polyurethanskum, kan påføres ved sprøjtning. Den sælges i dåser, så denne proces er let at udføre selv. Der findes også en flydende version, som gør det muligt at male vandrørselementer med en almindelig pensel.

Varmeisoleringsmaling indeholder tilsætninger som keramiske mikrosfærer, skumglas eller perlite. Dette materiales varmeledningsevne er ret lav, men på grund af det tynde påføringslag kan det alene være utilstrækkeligt til at isolere en sektion af vandrøret, der krydser et lag af frysende jord.

På grund af de høje omkostninger er påføring af et tykt lag varmeisoleringsmaling dyrt. Derfor er dens anvendelse til isolering kun berettiget på sektioner med kompleks geometri eller på steder, hvor der kan opstå kuldebroer.

Anvendelse af varmeisoleringsmaling er berettiget både til udendørs sektioner og til sektioner af vandforsyningssystemet med kompleks geometri, der er placeret i en uopvarmet kælder eller i jorden.

Men ved brug af stålrør kan påføring af maling i hele længden sammen med et andet isoleringsmateriale være hensigtsmæssigt af en anden grund. Tilstedeværelsen af et porøst materiale i sammensætningen fører til høj vedhæftning, hvilket eliminerer muligheden for ekstern korrosion, hvilket er relevant for metalkonstruktioner placeret i jorden.

Færdige komplette løsninger

Problemet med frysning af den udendørs vandrørsgren er meget relevant. Efterspørgsel skaber udbud, og derfor er der på markedet et stort antal færdige komplette løsninger i form af varmeisolerede rør og samleelementer. De er rørledninger omgivet af isolering, som er indkapslet i en hård eller fleksibel kappe.

Der findes både enkeltrørs- og dobbeltrørsvarianter af den færdige løsning til isolering af rør udendørs. Til almindelig koldt vandforsyning er konstruktioner med plastrør det bedste valg. De er billigere end metalrør og kendetegnet ved hurtig montering.

Isolerede HDPE-rør leveres i længder på op til 200 meter. Vandforsyningssystemer baseret på dem kan installeres med et minimalt antal samlinger.

Hvis der anvendes bølgepap som yderkappe, kan rørledningen udføres uden brug af vinkelsamlinger. Dette er muligt på grund af den lette udførelse af små bøjningsradier på alle dele af sættet.

Der findes færdige komplekse løsninger til isolering af vandforsyningssystemer. Der er varianter med én og to rør med forskellig diameter.

Beskyttelse af isolering mod negative faktorer

Beskyttelse mod frost i en vandledning, der ligger i jorden, har sin egen specificitet. Materialet må ikke helt eller delvist miste sine varmeisolerende egenskaber under påvirkning af eksterne faktorer.

Efterisolering eller reparation af de ydre lag kræver dyre og tidskrævende jordarbejder, så det er nødvendigt straks at sikre integriteten af den beskyttende struktur.

Destruktiv påvirkning fra jord og vand

Den underjordiske vandledning udsættes for jordtryk, så det isoleringsmateriale, der anvendes, kan blive klemt. Dette kan øge dets varmeledningsevne betydeligt. For at forhindre en sådan udvikling er det nødvendigt at skabe en solid ydre kappe ved hjælp af rør med større diameter eller specielle bakker.

Mineraluld er hygroskopisk og kan klemmes med et let fingertryk, så jordlaget vil komprimere materialet, og det vil miste sin lave varmeledningsevne.

Hvis der anvendes hygroskopiske materialer som varmeisolering af rørledninger, skal man forhindre muligheden for påvirkning fra grundvand, som altid er til stede i jorden uanset jordens vandmætningsgrad.

Til beskyttelse af mineraluld og glasuld anvendes yderligere beskyttelsesforanstaltninger – plastrør af større størrelse end vandrør, hvilket samtidig løser problemet med komprimering af isoleringen.

Du kan også bruge følgende materialer til at skabe en vandtæt kappe:

• rullet aluminiumsfolie;
• armeret (VVS-)tape;
• tagpap;
• polyethylenfilm af høj densitet.

Skumplast, ekstruderet polystyrenskum absorberer svagt fugt, men bliver også med tiden ubrugeligt ved konstant optøning. Helt modstandsdygtige over for komprimering og fugtpåvirkning er skumglas, polyurethanskum samt termisk isoleringsmaling.

Beskyttelse af genstande placeret i jorden mod fugtpåvirkning med tagpap – en længe brugt, men ikke den mest praktiske mulighed

Løsning af problemet med insekter og gnavere

En anden årsag til skader på vandrørisolering kan være gnavere og insekter. Myrer gnaver talrige gange i den for dem attraktive isolering, og mus bruger den til at bygge rede. Disse handlinger blotlægger dele af rørene, hvilket påvirker isoleringskvaliteten negativt.

Hverken insekter eller mus kan ødelægge polyurethanskum, skumglas, men de klarer sig godt med basaltuld. Denne og lignende materialer til udendørs isolering af vandrør skal nødvendigvis beskyttes mod gnavere, hvis de er placeret i en dybde på mindre end 2 meter. Jordmyrer trænger ikke ned under 1 meter, mens skovmyrer bygger en stor myretue, hvis overjordiske del er umulig ikke at bemærke.

For at beskytte mod gnavere kan isoleringen indpakkes i et metalnet med små masker. For at forhindre adgang ikke kun for mus, men også for myrer, er det nødvendigt at pakke materialet ind i aluminiumsfolie, armeret tape eller bruge plastrør eller bakker af enhver form som ydre kappe.

Skaller af polyurethanskum eller skumglas modstår jordtryk, påvirkning fra fugt i jorden og kan heller ikke ødelægges af gnavere og insekter.

Opvarmning af eksterne vandforsyningssystemer

Hvis man ser på ethvert system, er isolering blot en måde at forlænge tiden, indtil temperaturen falder til den omgivende miljøværdi. Derfor må man nogle gange ty til en anden mulighed for at forhindre vandrøret i at fryse – opvarmning.

Der sker opvarmning af vandrør via eksterne energikilder, og der findes flere måder at organisere denne proces på.

Organisering af vandcirkulation

Den enkleste kilde til ekstra varmeenergi er vand, hvis temperatur er højere end i det isolerede rørsektion. Hvis varmere vand konstant erstatter det afkølede, fryser systemet ikke. Derfor fungerer metoden med “lille smule åben hane”, når man organiserer en langsom, men konstant strøm af væske gennem rørene.

Til koldtvandsforsyning i private boliger kan man organisere periodisk udskiftning af vandet i den udendørs gren med varmere vand. Ved forsyning fra hovedvandledningen er det nødvendigt ofte at tappe små mængder, hvilket sikrer væskeudskiftning.

Det er rationelt at bruge en speciel beholder placeret i huset, der også fungerer som bundfældningstank, hvorfra man senere kan tage vand til sine behov.

Vandtømning for at forhindre frysning kan ske, når der ikke er brug for det. En opsamlingstank gør det muligt at bruge vandet senere.

Hvis forsyningen er fra boringer, hvor vandtemperaturen normalt er mellem 7 og 10 grader Celsius, skal pumpen tændes oftere. Til opbevaring af vand kan man også bruge en almindelig opsamlingsbeholder eller hydraultank.

Man kan med et andet rør og en trevejshane organisere cirkulation af væske med retur til brønden. Det er nok at pumpe 1,5-2 gange volumen af rørstrækningen i jorden mellem boringens top og indgangen til huset.

I tilfælde af vandindtag fra boring findes der også en mulighed med at tømme det ved tyngdekraft tilbage efter pumpestop. Denne metode er ikke hensigtsmæssig, hvis vandforsyningssystemet har metaldele. Konstant skift af væske og luft fører til kraftig korrosion af rørenes indre overflade og forringelse af vandkvaliteten.

I autonome vandforsyningssystemer baseret på boringer kræves isolering af vandkilden såvel som termisk isolering af selve rørledningen. Vi anbefaler at læse artiklen om metoder til termisk isolering af vandindtagsboringer.

Hvis der er risiko for langvarig stilstand af vand og dermed frysning, skal man på trods af isolering anvende andre opvarmningsmetoder.

Brug af elektrisk kabel

Oftest bruges elektriske kabler som ekstra varmekilde til private vandrør i jorden. De kan placeres både inde i vandrøret og på dets ydre overflade. Opvarmningsprincippet består i omdannelse af elektrisk energi til varme.

Det elektriske kabel opvarmer vandrørenes komponenter, hvorfra varmen overføres til vandet. Den udvendige isolering forhindrer varmetab til jorden.

Kablet placeret inde i systemet har en højere effektivitet end udvendige på grund af direkte opvarmning af væsken.

Til ulemperne ved denne placering af kablet hører:

• en højere pris per løbende meter på grund af overholdelse af miljøkrav;
• vanskelighed, og nogle gange umulighed, ved at føre det gennem buede sektioner af vandrøret;
• kraftige anbefalinger fra specialister om at tilslutte via HFI-relæ, på trods af certifikater for overholdelse af øgede krav til elektrisk beskyttelse.

Installation af begge varianter er omtrent lige kompleks. Kablet, der går inde i røret, sælges som et sæt med en speciel endemuffe. Tilslutningen foretages via en standard T-stykke. Det udvendige kabel fastgøres med aluminiumstape, og ovenpå skal der lægges et isolerende skjold, så energien ikke går tabt i jorden.

Sammen med et resistivt kabel, som afgiver en konstant varmemængde, er det bedst at bruge en termostat til automatisk at tænde og slukke for varmen for at spare strøm. Ved brug af et selvregulerende kabel skal dets parametre vælges korrekt, så er der ikke behov for en temperaturregulerende enhed.

Der findes færdige komplette løsninger, som ud over vandrør, isolering og en hård vandtæt kappe har et indbygget varmekabel. Sådanne sæt reducerer installationstiden betydeligt, men at købe alle elementer enkeltvis vil være væsentligt billigere.

Færdige løsninger til nedgravede vandrør kan indeholde et varmekabel, hvilket næsten eliminerer risikoen for, at systemet fryser.

Varmekablet kan opvarme både en del af systemet og hele den udvendige sektion af rørledningen, hvilket gør det unødvendigt at lægge ledningen under den årlige frostdybde i jorden.

Anvendelse af varm luft

En anden effektiv metode til at beskytte et nedgravet vandrør mod frysning er at opvarme det med varm luft fra huset. Der findes to varianter – med naturlig og tvungen luftcirkulation, og for begge kræves installation af en ekstra lukket bakke eller et rør med større diameter.

Ved naturlig luftcirkulation sættes et rør på vandledningen, som isoleres udvendigt. Det fører ind i et varmt rum, og derfor sker der en langsom cirkulation af luften, der omgiver vandforsyningssystemet, og varme overføres fra kælderen eller stueetagen.

I det andet tilfælde fastgøres to kanaler (U-profiler) langs hele vandledningen, hvor luften passerer. De vikles ind i isolering og lukkes med et ydre rør for at undgå, at jorden trykker isoleringen og profilerne sammen.

For enden af den opvarmede strækning forbindes disse profiler, så der opnås et lukket system med ind- og udgang indendørs. Lufttilførsel sker tvangsmæssigt ved hjælp af en varmeblæser.

Skematisk fremstilling af den isolerede konstruktion af en underjordisk vandledning ved opvarmning med varm luft fra rummet. Versionen med tvungen cirkulation omfatter brug af en varmeblæser, der leder luftstrømmen ind i en af profilerne

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video #1. Nedlægning af rørledning i jorden fra boring til hus med isolering og nuance om frost ved fundamentet:

Video #2. Isolering af vandledning baseret på plastrør og metode til isolering af knæ ved hjælp af cylinder med større diameter:

Video #3. Detaljeret vejledning til montering af eksternt varmekabel med korrekt omgang med fastgørelseselementer og haner:

Kvalitetsisolering eller opvarmning af vandforsyningssystemet under jorden sikrer uafbrudt levering om vinteren. Hvis man forsømmer reglerne for montering og frostbeskyttelse, kan det føre til en kompliceret optøningsproces og dyr reparation af vandledningen.

Vil du fortælle om din egen erfaring med isolering af vandrør på en landejendom? Ønsker du at dele nyttige oplysninger med os og besøgende på siden? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor, stil spørgsmål, og upload billeder om emnet.