Isolante per tubi fognari: tipi, regole di scelta e panoramica della tecnologia di installazione

Sul funzionamento delle tubazioni fognarie influiscono numerosi fattori, tra cui il freddo. Affinché il sistema possa funzionare normalmente anche a temperature molto basse, è necessario scegliere correttamente un isolante per i tubi di fognatura ed eseguirne l'installazione.

I materiali per l'isolamento termico sono disponibili sul mercato in un'ampia gamma e talvolta è piuttosto difficile decidere l'acquisto, non è vero? La aiuteremo a risolvere questo problema. Nell'articolo viene presentata una panoramica dei diversi tipi di isolanti, descritte le loro caratteristiche, le modalità di installazione e di utilizzo.

Regole per la scelta dell'isolante

Sul mercato edile c'è una vasta scelta di materiali isolanti, ma non tutti possono essere utilizzati come isolamento per i tubi fognari.

Il compito principale dell'isolamento non è riscaldare il tratto, ma ridurre lo scambio termico tra l'ambiente esterno e il fluido che circola nei tubi.

Affinché l'isolante per tubi svolga efficacemente la sua funzione principale - la conservazione del calore - deve soddisfare 7 requisiti fondamentali:

• avere il coefficiente di conducibilità termica il più basso possibile;
• mantenere le proprie proprietà per lungo tempo;
• resistere a grandi escursioni termiche;
• avere buone proprietà di impermeabilizzazione;
• possedere resistenza agli agenti aggressivi dell'ambiente;
• non sostenere la combustione e non emettere fumi tossici;
• essere semplice da installare.

Devono essere isolate le tubature della fognatura esterna e la conduttura posta in un ambiente non riscaldato. Fanno eccezione solo quelle regioni in cui anche in inverno non si scende sotto 0°C.

Per le altre, il problema è solo la scelta del metodo e del materiale. Gli isolanti vengono scelti in base alla reputazione del produttore o del marchio, ma il modo più sicuro è basarsi sul materiale di fabbricazione.

Per orientarsi meglio nella varietà di isolanti prodotti, bisogna partire da 3 regole: se vengono trovati più materiali che soddisfano i requisiti richiesti, scelga il più economico, facile da installare, noto da tempo sul mercato e ben collaudato

I tubi fognari vengono spesso isolati con lana minerale, argilla espansa, polistirene espanso e schiuma poliuretanica. Trovano impiego anche gli isolanti liquidi. Tutti vengono utilizzati per l'isolamento passivo.

Oltre a questi, esistono altre 2 opzioni per proteggere i tubi dal gelo: la posa al di sotto del livello di congelamento degli strati del terreno e l'uso di isolanti attivi. Tra questi ultimi rientra l'isolamento con cavo.

Isolante in lana minerale

Dalla definizione stabilita dal GOST 31913-2011, si può concludere che la lana minerale appartiene alla classe dei materiali fibrosi, nella cui produzione vengono utilizzati fusi di rocce e scorie metalliche.

Il concetto stesso comprende 3 tipi di materiale:

• fibra di vetro;
• lana di scoria;
• lana di roccia.

Hanno spessore e lunghezza della fibra diversi, diversi indici di conducibilità termica, resistenza all'umidità, reagiscono in modo diverso ai carichi meccanici, ma la composizione è identica in tutti. Differiscono anche le caratteristiche della lana minerale prodotta da diversi produttori.

La base della lana minerale sono le rocce, che costituiscono circa il 90%. Il resto sono additivi: argilla bentonitica e resine a base di fenolo.

La lana minerale soddisfa le esigenze principali: ha una bassa conducibilità termica, resistenza a muffe, funghi e incendio. Esistono 4 varianti di questo materiale: con fibre disposte orizzontalmente, verticalmente, di tipo spaziale, ondulate.

La lana minerale presenta una serie di qualità che fanno riflettere prima di sceglierla.

Tra gli svantaggi dell'isolante si annoverano:

• la presenza di resine formaldeidiche nella sua composizione, che influiscono negativamente sulla salute;
• la capacità di assestarsi sotto carichi meccanici e, di conseguenza, la comparsa di 'ponti termici';
• l'elevata capacità di assorbimento dell'acqua, per cui l'isolante necessita di una buona impermeabilizzazione.

Gli isolanti in lana vengono utilizzati per la sistemazione dei tratti aperti delle tubazioni fognarie. Non vengono posati attorno ai tubi interrati.

Quando si bagna, questo tipo di isolamento termico perde quasi completamente le sue proprietà e spesso provoca la comparsa di ruggine sulle condutture metalliche interrate.

L'installazione dell'isolamento termico in lana minerale viene eseguita in 3 fasi:

1. Sui tubi viene applicato del nastro adesivo rivestito in alluminio a forma di spirale.
2. Il tubo viene avvolto strettamente con l'isolante. Le giunzioni nei punti di unione devono coincidere.
3. Si fissa l'isolamento termico sui tubi avvolgendolo con nastro adesivo per impianti idraulici.

Considerato che la densità del materiale è bassa e assorbe bene l'umidità, sarà necessaria un'impermeabilizzazione. A tal fine si utilizzano fogli di alluminio o cartone catramato. La presenza di uno strato di alluminio sull'isolante facilita il compito, ma le estremità dovranno comunque essere isolate.

Isolamento dei tubi con lana di vetro

La lana di vetro, come una delle varianti della lana minerale, possiede tutte le sue caratteristiche positive e negative. È un materiale naturale ottenuto da materie prime come quarziti o sabbia.

Il coefficiente di conducibilità termica di questo isolante è compreso tra 0,028 e 0,034. Maggiore è lo spessore, minore è il coefficiente. Il valore medio della densità è 150-200 kg/m³.

Il processo di produzione della lana di vetro consiste nella fusione del materiale di partenza con un aumento della temperatura fino a 1400°. Il vetro fuso viene poi soffiato con vapore, ottenendo fili sottili. Questi vengono impregnati con soluzioni leganti, aerosol polimerici, quindi per l'allineamento e la formatura vengono inviati a rulli speciali, dopodiché il materiale subisce le fasi di polimerizzazione, raffreddamento e taglio.

Per ridurre l'igroscopicità, alcuni produttori commercializzano lana di vetro con uno strato isolante già applicato. Può essere sia alluminio che tessuto di vetro. Tra questi rientrano isolanti popolari come Ursa, Knauf, Isover. L'isolante in fibra di vetro arriva sul mercato delle costruzioni sotto forma di materassini, rotoli e cilindri.

Si possono isolare i tubi fognari con lana di scoria?

Il materiale è un sottoprodotto della tecnologia di fusione della ghisa. La lana di scoria ha una struttura porosa e una caratteristica molto sgradevole, tipica dei prodotti dell'altoforno: l'acidità residua.

In condizioni di umidità, sulla superficie isolata con questo materiale si formano acidi che hanno un effetto negativo sia sul metallo che sulla plastica. La lana di scoria fonde a una temperatura di 300°C, ha un coefficiente di conducibilità termica di 0,46-0,48, uno spessore delle fibre compreso tra 4 e 12 micron. Ha una bassa eco-compatibilità.

Il coefficiente di assorbimento d'acqua di questo isolante per tubi fognari è superiore a quello della lana di vetro. Il materiale è instabile alle variazioni di temperatura, quindi la sua durata è breve.

Per questo motivo, per l'isolamento dei tubi fognari viene usato raramente, come altri tipi di lana, e viene impiegato solo per l'isolamento dei tratti di comunicazione fuori terra.

La materia prima per la produzione della lana minerale sono le rocce. La lana di basalto è un materiale resistente con una densità di 25-200 g/m³ e un basso coefficiente di conducibilità termica: 0,03 – 0,04.

È molto resistente agli sbalzi di temperatura: non perde le proprietà iniziali nell'intervallo da -60°C a +200°C e inizia a fondere quando la temperatura supera i 1000°C.

La lana di basalto è prodotta da molti produttori autorevoli in diverse forme: rotoli, materassini, cilindri. Le aziende più note sono TechnoNicole, Rockwool, Knauff.

Le fibre della lana di roccia hanno gli stessi parametri di quelle della lana di scoria, ma sono molto più elastiche. Per questo non si rompono, non entrano nelle vie respiratorie e non irritano la pelle. Ma ci sono anche degli svantaggi in questo tipo di lana minerale: il costo elevato, la resistenza insufficiente e la stessa sostanza fenolica in alcune marche del materiale.

Isolante termico in polistirene espanso per tubi

I gusci in polistirene espanso sono un isolante popolare per l'isolamento dei tubi fognari. Il due per cento della sua composizione è costituito da piccoli granuli di polistirene da 1 a 5 mm, il restante 98% è aria. Dopo il trattamento del materiale con un agente espandente, i granuli diventano leggeri, elastici, si attraggono e si incollano.

Mediante pressatura seguita da trattamento con vapore ad alta temperatura, al materiale viene data la forma desiderata.

In realtà è un semplice polistirene espanso, ma a forma di guscio, progettato per un uso ripetuto. La differenza tra il coefficiente di conducibilità termica dell'isolamento in polistirene espanso (0,03-0,05) e la lana minerale è piccola. Il guscio, a forma di semisfere, svolge il compito di conservare il calore in modo abbastanza efficace.

Il guscio in polistirene espanso può essere composto da 2 o 3 elementi. Sui loro lati sono presenti chiusure con un dispositivo di fissaggio. Il guscio viene scelto in base al diametro del tubo e, una volta montato, si scatta.

Poiché il polistirolo non è molto resistente alle sollecitazioni meccaniche, i produttori dotano i gusci di un rivestimento esterno in foglio di alluminio, fibra di vetro e altri materiali.

Le elevate proprietà termoisolanti sono garantite da microcelle a pareti sottili che non trasmettono calore. La durata del guscio termoisolante è piuttosto lunga: circa 50 anni.

Esistono 2 tipi di questo materiale: quello comune e il polistirene espanso estruso. Le caratteristiche di quest'ultimo sono migliori, ma anche il costo è maggiore.

Nonostante le numerose qualità positive, il polistirene espanso presenta anche degli svantaggi. Non tollera i raggi ultravioletti, quindi quando si posano tubi in aree aperte, è necessaria una protezione aggiuntiva dal sole. Questo materiale è denso ma fragile e, in caso di combustione, può causare avvelenamento, poiché il fumo che emette è tossico.

I lavori di installazione sono così semplici da non richiedere una qualifica speciale. Dopo aver inserito i segmenti di isolamento sul tubo fognario, si realizza una sovrapposizione spostandoli longitudinalmente l'uno rispetto all'altro di 200-300 mm. Per evitare la formazione di ponti termici, gli elementi di isolamento termico vengono giuntati tra loro utilizzando un sistema a quarto o a maschio e femmina.

Dopo aver eseguito il collegamento, entrambe le parti vengono fortemente compresse. I punti di contatto vengono sigillati con nastro adesivo. A volte i giunti vengono incollati con colla, ma così l'isolante perde il vantaggio del riutilizzo, poiché durante lo smontaggio dovrà essere tagliato.

Sul guscio viene applicata una copertura protettiva, fornita in dotazione, oppure viene semplicemente avvolto con pellicola di polietilene, se non presente.

Si utilizza il rivestimento sia per i percorsi fuori terra, sia per la posa della conduttura interrata. Questo isolante può essere installato su tubi con un diametro minimo di 1,7 cm e massimo di 122 cm. Già con un diametro di 200 mm, il cilindro è composto da 4 elementi, mentre per i prodotti di grandi dimensioni può arrivare a 8.

Le trincee con i tubi fognari vengono prima riempite con sabbia fino a un'altezza di circa 0,2 m, poi con terra. Nelle regioni con inverni molto freddi, l'isolamento termico sotto forma di guscio in polistirene espanso viene integrato con un cavo riscaldante posizionato sotto il rivestimento.

Gusci in poliuretano espanso

I cilindri in poliuretano espanso sono una buona alternativa agli analoghi in polistirene. Rispetto a questi, si distinguono per una maggiore densità, mentre il coefficiente di conducibilità termica è quasi lo stesso.

Il poliuretano espanso ha anche una maggiore resistenza alle sollecitazioni meccaniche. Ha anche un intervallo di temperatura più ampio in cui può essere utilizzato senza perdere le caratteristiche di resistenza.

L'intervallo di temperatura normale per un guscio in poliuretano è da -180° a +130°. Anche l'indicatore di sicurezza antincendio di questo materiale è elevato: si accende a 415° e successivamente si autoestingue.

L'isolamento termico ha la forma di semicilindri dotati di chiusure trasversali o longitudinali. Per aumentare l'affidabilità della protezione, il guscio talvolta viene racchiuso in apposite guaine zincate con serrature, ma più spesso viene semplicemente applicato un rivestimento speciale.

Applicazione del polietilene espanso

Come isolante per tubi fognari viene spesso utilizzato il polietilene espanso. È un materiale non molto denso, fino a 40 kg/m³. Il coefficiente di conducibilità termica è intorno a 0,05.

Non modifica le sue proprietà se utilizzato nell'intervallo di temperatura da -50°C a +90°C. Il ridotto spessore del materiale consente di risparmiare spazio, quindi il suo utilizzo è giustificato dove rimane uno spazio molto piccolo tra i tubi e la parete.

Il polietilene espanso tollera bene anche l'esposizione prolungata all'umidità. È ignifugo. Resiste a oltre 300°. Quando il materiale brucia, le sue emissioni nell'atmosfera non contengono tossine pericolose.

I vantaggi dell'isolante sono la leggerezza, la durata e un prezzo accessibile. Questo isolante è prodotto da aziende come Magniflex e Penofol, Energoflex, Termoflex. Viene prodotto sotto forma di cilindri di diversi diametri e in rotoli. Esistono varianti rivestite in foglio su un lato o su entrambi i lati.

Questa opzione di isolamento termico per tubi fognari viene utilizzata raramente; viene impiegata per isolare tratti di condotte situati in scantinati e fuori terra.

Utilizzo del foil isolante per l'isolamento dei tubi

Il materiale viene spesso utilizzato per le comunicazioni esterne realizzate con tubi metallo-plastici. Esistono 2 varietà di foglioisol – SRF e FG. Per la sua produzione si utilizza un foglio – ondulato o d'alluminio – e uno strato bitume-polimero come legante.

Viene venduto in rotoli. Il materiale è resistente, ecologicamente sicuro e ha una lunga durata. Si è ben affermato in regioni con climi diversi.

Gomma espansa come isolante

Questo materiale isolante viene prodotto a base di gomma naturale o mista. Si distingue per l'elevata sicurezza antincendio e l'elasticità. L'isolamento dei tubi con questo materiale viene eseguito mediante incollaggio. Come risultato della reciproca penetrazione delle superfici si ottiene una giuntura resistente.

La struttura della gomma espansa è chiusa e porosa. Per questo motivo possiede una maggiore flessibilità. Sul mercato edile questo isolamento termico è disponibile in fogli, cilindri e rotoli.

L'isolamento termico è prodotto da produttori come l'azienda italiana K-FLEX, le aziende tedesche ARMAFLEX e Kaiflex. A causa dell'alto costo, la gomma espansa viene utilizzata molto raramente per l'isolamento dei tubi fognari.

Isolamento della fognatura con argilla espansa

Il materiale viene utilizzato per l'isolamento termico dei tubi fognari posati sottoterra. Il suo normale funzionamento è possibile solo in ambiente asciutto, pertanto i lavori di isolamento vengono eseguiti con tempo caldo e asciutto.

La tecnologia è semplice:

1. Sotto il tubo vengono posizionati 2 strati di membrana con sovrapposizione del telo sulle pareti dello scavo.
2. Si ricopre con argilla espansa.
3. Si sovrappongono i bordi dei teli sopra l'argilla espansa.

Se esposto all'umidità, questo materiale sciolto perde le sue proprietà. È consigliabile utilizzarlo in zone a clima temperato, poiché non è molto efficace come isolante.

Poiché la base di questo materiale è l'argilla, ne ha mantenuto tutte le caratteristiche. L'argilla espansa è chimicamente inerte, non favorisce i processi di putrefazione, ma è instabile agli urti violenti e assorbe bene l'umidità.

La densità del materiale dipende dal suo grado. Esistono diversi tipi di argilla espansa con diversa densità, forme e dimensioni dei granuli. L'argilla espansa di qualità ha una forma arrotondata regolare e una struttura interna uniforme.

Vernice termoisolante come isolante

Visivamente, la vernice termoisolante ricorda quella normale. Il suo vantaggio è che può essere applicata su superfici di qualsiasi forma. Lo strato di vernice forma una copertura elastica e sigillata che funziona secondo il principio del thermos.

Il rivestimento con elevate caratteristiche di risparmio energetico è un sistema multistrato che include microsfere sottovuoto di diversi tipi, legante acrilico, additivi modificanti che resistono alla comparsa di ruggine sulla superficie dei tubi metallici e alla muffa.

Per la produzione delle microsfere vengono utilizzati ceramica, perlite, vetro espanso e altre sostanze con proprietà termoisolanti. La vernice è molto comoda da applicare e crea un rivestimento durevole.

L'effetto della copertura con questa vernice è lo stesso di quello dell'isolamento con lana minerale o polistirene espanso. Viene applicata sia a mano con un rullo o un pennello, sia con uno spruzzatore.

Quando è necessario un cavo riscaldante?

Se le tubature fognarie, a causa dell'impossibilità di interrarle, vengono posate sulla superficie del terreno, il metodo di isolamento più efficace per esse sarà la combinazione di più materiali più un cavo elettrico.

La seguente selezione di foto illustra il processo di installazione del cavo riscaldante:

Lo stesso metodo di isolamento è consigliabile anche nel caso in cui i tubi si trovino a una profondità inferiore al livello di gelo del terreno.

La causa della posa di tubi fognari senza interramento può essere un livello elevato della falda freatica, un terreno roccioso o il permafrost.

Esistono prodotti di 2 tipi: resistivo e autoregolante. In aggiunta al primo sono obbligatori i termoregolatori. Può essere sia unipolare che bipolare. L'opzione più pratica è il cavo autoregolante, che ha un'efficace protezione dal surriscaldamento e una buona conducibilità termica.

La sua resistenza diminuisce al calare della temperatura e aumenta al suo salire. Il terzo tipo di cavo, quello zonale, viene utilizzato quando è necessario fornire calore solo a determinate aree.

Conclusioni e video utili sull'argomento

L'autore risponde alla domanda sull'opportunità di isolare i tubi situati al di sotto del livello di congelamento:

Vantaggi dell'utilizzo di cilindri isolanti in polistirene espanso estruso:

Il funzionamento senza guasti del sistema fognario dipende in gran parte dalla qualità dell'isolamento termico dei tubi. Tra tutti i metodi esistenti di isolamento termico dei tubi fognari, è necessario scegliere quello che corrisponde alle condizioni climatiche, alla profondità di posa dei tubi e alle caratteristiche della condotta.

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