Как прогреть грунт зимой под фундамент

Обновлено: 21.05.2024

5 видов подогрева грунта в теплице и как организовать систему своими руками

Садоводы и дачники, которые хотят собирать урожаи пораньше, высаживают рассаду в теплицу. В условиях закрытого грунта культурам не страшны перепады температур, затяжные дожди и возвратные заморозки. Однако многие не учитывают, что, кроме прогрева воздуха, в теплице необходимо организовать подогрев грунта. От температуры почвы напрямую зависит скорость роста растений, количество сформированных плодов и иммунитет к заболеваниям.

Для чего нужен подогрев в теплице

Подогревом почвы и продувкой теплиц теплым воздухом чаще занимаются фермеры, которые на протяжении всех сезонов выращивают овощи для последующей реализации. Однако и дачникам, которые занимаются культивированием растений только в весеннее и летнее время, такая процедура принесет пользу, особенно если участок расположен в регионах с холодным климатом.

К плюсам прогревания грунта в теплице относятся следующие моменты:

высевать семена и высаживать рассаду можно в любое время, в этом случае собрать урожай получится к тому времени, когда цены на овощи максимально высокие;
потери тепла через грунт исключаются, и в теплице поддерживается благотворный для растений микроклимат;
благодаря прогретой земле корневая система культур развивается быстрее, что сказывается и на наземной части;
с квадратного метра засеянной площади получается собрать больше урожая, чем без обогрева грунта;
комфортная температура предотвращает гибель растений в результате неблагоприятных погодных условий и возвратных заморозков;
увеличивается период плодоношения культур.

Еще одна причина, по которой стоит заняться обогревом грунта в теплице, заключается в том, что воздух естественным путем прогревается на 15 градусов, а земля – только на 3 градуса. Такая разница температур — благоприятная среда для размножения возбудителей грибковых заболеваний, которые не только приводят к снижению урожайности, но и становятся причиной полной гибели растений.

Уберечь грунт от чрезмерного охлаждения можно разными способами. Одни садоводы приобретают специальные системы обогрева промышленного производства, другие сооружают их своими руками. У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки.

Существующие виды

Прежде чем выбрать подходящую систему обогрева почвы для своей теплицы, стоит разобраться в их принципе работы, а также плюсах и минусах. Существует три способа подогрева грунта в закрытом помещении — естественный, технический и биологический.

Посмотрите также

Солнечная радиация, основанная на «тепличном эффекте»

Обогрев солнечным светом имеет одно весомое преимущество — это бесплатный и естественный источник энергии. Такой способ обогрева грунта в теплице сравнивают с парниковым эффектом, его принцип действия заключается в следующем:

ультрафиолетовые лучи проникают в помещение через стекла либо полиэтиленовую пленку, которая натянута на каркас теплицы;
ультрафиолет передает свою тепловую энергию конструкции теплицы, растениям и другим предметам, от которых начинает прогреваться грунт.
от земли и предметов происходит нагрев воздуха в парнике или теплице.

Для получения необходимого эффекта необходимо располагать конструкцию так, чтобы ее не загораживали деревья и постройки со всех сторон. Несмотря на такие преимущества способа обогрева от солнечных лучей, существуют у него и недостатки:

в весенние и осенние дни количество солнечных дней небольшое, а в дождливую погоду почва не прогревается;
повышение температуры земли происходит очень медленно, поэтому семена или рассаду можно высаживать спустя 2 недели после установления солнечной погоды;
необходимо подобрать место для теплицы, где на нее не будет падать тень, что сложно сделать в условиях небольшого участка.

Биохимические реакции при разложении

Обогрев почвы в закрытом помещении проводят так же, используя процесс биологических реакций, которые происходят в результате разложения навоза. Наибольшей теплоотдачей обладает конский навоз, за ним идут свиной и коровий. Для повышения эффекта от использования биологического материала его смешивают с соломой, сухими листьями или древесными опилками в процентном соотношении 1:1.

Устраивают обогрев ранней весной, по следующему алгоритму:

За неделю для высаживания рассады навоз, смешанный с соломой, разбрасывают по территории теплицы небольшими кучками.
Спустя 3 дня, когда над ними появится туман с запахом аммиака, выкапывают большую прямоугольную яму, площадь которой должна соответствовать размерам теплицы.
Укладывают в нее биологический материал, поверх насыпают тонкий слой извести, чтобы раскислить грунт, и ждут 2-3 дня, чтобы масса осела.
Поверх укладывают слой плодородной земли.

Подогрев воды и воздуха при сжигании топлива

Для обогрева теплиц и парников используют котлы на твердом топливе, теплоносителем в этом случае является вода. Необходимо установить котел, развести по всему помещению трубы и подвести воду. Этот способ имеет один существенный недостаток — высокие затраты на приобретение угля и невысокий коэффициент полезного действия отопительного прибора.

Посмотрите также

Геотермальные воды

Такой обогрев используют в промышленных теплицах, так как для его обустройства потребуются значительные финансовые затраты. Вначале бурят скважины, в которые устанавливают вертикальные коллекторы. Благодаря им происходит преобразование низкопотенциальной энергии грунта в высокопотенциальное тепло.

Электрическая энергия

Электрическая система обогрева грядок в теплице в последние годы набирает популярность благодаря своей эффективности. Проводят работы по следующему алгоритму:

Снимают в конструкции слой грунта в 30-40 см.
Всю поверхность покрывают теплоизоляционным материалом.
Следом насыпают слой просеянного песка в 5 см.
Слегка прихлопывая и поливая водой, утрамбовывают подушку из песка.
Укладывают металлическую сетку, которая предохранит кабель от повреждения грызунами.
Узором «змейка» раскладывают на сетке обогревательный кабель и крепят его хомутами.
Поверх создают такую же подушку из песка, утрамбовывая ее.
Наверху раскладывают еще один слой металлической сетки.
Засыпают плодородный грунт, в который будут высаживаться растения, слоем не менее 30 см.

Мнение эксперта Заречный Максим Валерьевич Агроном с 12-ти летним стажем. Наш лучший дачный эксперт. Преимущество этот системы в том, что подогрев почвы можно регулировать по своему усмотрению, ориентируясь на погодные условия, и выращивать овощи в теплице на протяжении всего года.

Подогрев земли своими руками

Чтобы сделать систему обогрева в теплице своими руками, не обязательно использовать электрический кабель. Если конструкция находится около дома, где живет садовод, можно соорудить печку и начинать топить тогда, когда этого требуют погодные условия. Рекомендуется размещать печь в торцевой части теплицы, чтобы ее удобно было топить. По периметру помещения укладывают горизонтально дымоход.

Если фермер принял решение отапливать теплицу с помощью печки, необходимо сделать запас угля или дров, в качестве последних часто используют обрезанные сухие ветки. Такую обогревательную конструкцию можно и усовершенствовать, установив наверх водяной котел и проведя металлические трубы к баку с водой.

Самый простой способ согреть грунт — это установить по периметру помещения несколько инфракрасных обогревателей.

Возможные проблемы

Начинающие садоводы сталкиваются с некоторыми проблемами, занимаясь обогревом земли в теплице. Это связано с отсутствием опыта при установке сложных систем, в этом случае рекомендуется доверить проведение работ специалистам.

Зимний фундамент: как залить, чтобы не пожалеть

Среди начинающих застройщиков бытует мнение, что возведение фундамента зимой – это невозможная или – в лучшем случае – трудновыполнимая задача. Результат – стройка при температуре ниже 0 °С «замораживается», а строительные бригады «уходят в спячку» в ожидании нового сезона. Оправдан ли такой подход?

Чтобы разобраться в этом вопросе, воспользуемся рекомендациями опытных экспертов с FORUMHOUSE, хорошо разбирающихся в современных строительных технологиях. Итак, главные вопросы, на которые будут даны ответы:

Что такое «зимние условия бетонирования».
О чем нужно знать перед началом строительства фундамента зимой.
Для чего нужны противоморозные добавки и суперпластификаторы.
Какие способы обеспечивают качественную заливку фундамента зимой.

Почему можно строить фундамент зимой

Зимние условия строительства – это погодные условия, при которых днём температура не превышает +5 °С, а ночью столбик термометра опускается ниже 0 °С.

Из-за изменений климата, резких оттепелей и похолоданий «зимние» условия строительства, в зависимости от климатической зоны, могут наступить и в сентябре, и в ноябре, и даже в декабре. При этом снега может и не быть. Кроме этого, есть северные регионы, где тёплых дней практически не бывает, а среднегодовая температура не превышает +5 °С . В обычном гражданском строительстве зимой работы также не прекращаются, а зачастую ведутся круглосуточно.

Сергей Астафьев

Современные технологии возведения фундамента позволяют продлить строительный сезон и осуществить качественную заливку основания под дом при температуре до -15 °С, а при использовании особых методик – до -25 °С. Это форсирует сроки строительства, т. к. весной можно будет сразу приступить к возведению стен (если коттедж каркасный или деревянный, то его можно успешно строить и зимой), что позволит въехать в дом раньше.

К основным преимуществам зимнего строительства фундамента относятся:

Сезонное снижение цен на строительные материалы и работы.
Низкая загруженность строительных бригад.
Возможность заезда тяжёлой строительной техники на участок, т. к. увеличивается несущая способность грунта, обычно раскисающего весной.
Минимизация рисков обрушения стенок у вырытых котлованов, а также их затопление грунтовыми водами.

Андрей Пашухин

Распространено мнение, что фундамент лучше всего строить летом. При этом следует помнить, что погода в этот период времени также накладывает определённые ограничения. Например, могут начаться затяжные дожди, приводящие к размытию или полному обрушению стенок котлованов и траншей. Соответственно, необходимо рыть их заново, а это потеря времени и средств. На участках с высоким УГВ необходимо предпринять целый комплекс мер, связанных с откачкой и отводом воды из котлована.

Эти меры включают в себя рытье приямков, водоотводящих траншей, установки дренажных насосов. Кроме этого, высокие температуры – более +35 °С , и низкая влажность так же вредны для набора бетоном необходимой прочности, как и низкие температуры.

Поэтому сидеть и ждать «идеальных» погодных условий для бетонирования – непродуктивно. Ведь они могут и не наступить.

Особенности зимнего возведения фундамента

Среди особенностей зимнего строительства фундамента, о которых необходимо знать заранее, можно выделить:

Короткий световой день, который «удлиняется» при использовании дополнительного осветительного оборудования.
Необходимость обустройства утеплённой бытовки, где бы рабочие могли согреться и принять горячую пищу.
Недопустимость промораживания основания вырытой траншеи или котлована. Если залить бетон в заледеневший грунт, то весной, при его оттаивании, фундамент может дать неравномерную осадку.
Необходимость использования специальных добавок, а также повышения марочной прочности бетона. Например, вместо бетона М250 заливается М300. Это позволит гарантированно выйти на необходимую прочность в соответствии с проектом.

Сергей Астафьев

Стоит учитывать, что непосредственно процессу бетонирования фундамента предшествует ряд подготовительных работ, требующих больших временных затрат, и на выполнение которых низкие температуры не накладывают существенных ограничений .

К таким работам относятся:

завоз стройматериалов на участок;
разметка участка и рытьё траншеи под ленточный фундамент или котлована под строительство цокольного этажа или погреба;
устройство дренажа фундамента;
возведение опалубки;
арматурные работы.

Базовые принципы строительства фундамента зимой

Строительство фундамента любого типа зимой, точно так же, как и летом, требует решения целого комплекса задач. Отрицательные температуры накладывают определённые ограничения при бетонировании. Чтобы понять, как «обойти» эти ограничения, нужно выяснить, сколько твердеет залитый в опалубку бетон.

Андрей Пашухин

Считается, что при нормальных условиях (примерно +20 °С и 95-100% влажности) обычный бетон на портландцементе, залитый в опалубку без добавок, набирает свою марочную 100 % прочность за 28 дней. А распалубочную прочность (70 %) от марочной – за 7-10 дней.

Фундамент, оставленный на зиму (3 правила, чтобы не выдавило морозным пучением)

Зимовка фундаментов - этот строительный этап гораздо важнее, чем может показаться на первый взгляд. Ведь, не соблюдая определенный ряд мероприятий можно попасть на крупную сумму денег, так как восстановление и укрепление фундамента составляет ни несколько десятков тысяч рублей, а измеряется сотнями.

Львиная доля застройщиков поддерживает миф, что фундамент должен перезимовать, поэтому многие специально сооружают подобные строения осенью, а весной начинают строить дом.

Иногда случается так, что ранней весной, после таяния снега - хозяин замечает перекошенный фундамент со множеством трещин и начинает винить рабочих и материалы, но только не себя. А дело обстоит гораздо проще: грунт локально промерз!

Что такое промерзание?

Промерзание грунта - это увеличение объема грунта за счет замерзания воды между его частицами, а так как лед по своей структуре менее плотный, чем жидкость - то он расширяется при замерзании.

Увеличиваясь в объеме, грунт поднимает фундамент и за счет неоднородной структуры почвы - данный эффект происходит локализовано, а соответственно и неравномерно (не по всей площади опирания фундамента на основание), именно поэтому конструкция деформируется и образуется масса трещин в тех местах, где возникает избыточное напряжение.

От этого страдают как ленточные фундаменты, так и монолитные плиты.

Существует 3 простых мероприятия, которые избавят железобетонную конструкцию от деформации в минусовую погоду и не стоит ими пренебрегать.

1. Временная отмостка

Сделайте неглубокую выемку вдоль фундамента и уложите любой материал, не пропускающий влагу. Это может быть полиэтиленовая пленка или руберойд.

Заглубление делается около 10 см и шириной до 1 м. Укладывается материал с нахлестом 10-15 см и присыпается грунтом. На одну зиму этого вполне хватает.

Если же фундамент мелкого заложения, то в обязательном порядке под рубероид укладывается утеплитель, который весной убирается и может быть использован по назначению в любых частях дома.

Если же фундамент - лента, проделайте это с обеих сторон.

2. Дренаж

Если участок легко заболачивается и талые воды медленно просачиваются в грунт, то делается временный дренаж для отвода воды от фундамента. Не нужно глубоко копать и полноценно создавать это сооружение, засыпая его щебнем - ведь оно временно. Достаточно, за несколько метров от фундамента выкопать ров глубиной 30-50 см. и придать участку небольшой уклон этим же грунтом или же соорудить в низинах участка канавки, ведущие в основной дренажный ров.

3. Укрытие

Чаще всего, зимой лопается фундамент при сооружении домов с подвалами, поскольку подошва фундамента, опираемая на основание, находится не ниже глубины промерзания грунта, что можно видеть по иллюстрации:

В этом случае, действия немного трудозатратны и заключаются в следующем: необходимо соорудить деревянный каркас, который будет являться крышей цокольного этажа. Пиломатериал не будет куплен зря. Начиная строительство с весны, он пригодится для опалубочных работ и сооружения стропильной системы кровли.

Если не хотите лишних телодвижений, то лучше успеть до морозов вместо деревянного каркаса сделать бетонный пол или произвести укладку плиты перекрытия. Далее, они затягиваются пленкой или рубероидом с помощью кирпичей.

Также, все окошки и продухи герметично затягиваются пленкой и задача сводится к тому, чтобы минимизировать потери тепла из подвала.

От автора

Друзья, на вышеописанные мероприятия затрачивается всего один-два дня. Выполнив их, риски потерять фундамент уменьшаются в десятки раз, ведь методы очень эффективны и в то же время, просты и по силам любому мужику. Лучше заплатить 5-10 тысяч рублей за материал, затратить немного времени и спать зимой спокойно, чем весной разгребать завалы.

Оборудование и методы прогрева мерзлых грунтов при производстве земляных работ

Как известно, в зимнее время грунт порой промерзает так, что его не берет даже экскаватор и гидромолот. К тому же в населенных пунктах в грунте находятся подземные коммуникации, которые могут быть повреждены при ударных воздействиях на грунт. Поэтому мерзлый грунт должен быть предварительно отогрет. Существует ряд способов прогрева мерзлого грунта. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Способы оттаивания мерзлого грунта классифицируются по направлению подачи тепла в грунт и виду используемого теплоносителя.

Оттаивание сверху вниз. Этот способ наименее эффективный, так как источник тепла в этом случае размещается в зоне холодного воздуха, что вызывает большие потери тепла. В то же время его достаточно легко и просто осуществить, он требует минимальных подготовительных работ, в связи с чем часто применяется на практике.

Оттаивание снизу вверх предполагает бурение скважин, в которые опускаются источники тепла. Расход энергии в этом случае минимальный, т. к. благодаря слою грунта потерь тепла практически нет. Некоторые специалисты даже считают, что не требуется утеплять сверху обрабатываемую площадь слоем опилок и т. п. материалов. Главный недостаток этого способа – трудоемкие подготовительные операции, это ограничивает область его применения.

Оттаивание по радиальному направлению. В этом случае тепло распространяется в грунте перпендикулярно от вертикально погруженных в грунт источников энергии. Этот способ по экономическим показателям занимает промежуточное положение между двумя ранее описанными, а для осуществления также требует значительных подготовительных работ.

Независимо от принятого способа отогреваемая поверхность предварительно очищается от снега, льда и верхних покровов основания (асфальт, бетон).

Термоэлектрические маты

Маты термоэлектрические (термоматы) – это инфракрасные нагреватели, многофункциональное и экологичное вспомогательное строительное оборудование, они позволяют эффективно прогревать грунт и застывающий бетон при небольшом потреблении энергии, поддерживают заданную температуру в автоматическом режиме, а некоторые модели могут использоваться для растапливания снега и льда. В конструкцию термоматов входят греющая пленка, излучающая тепло в инфракрасном диапазоне, с теплоизоляцией, представляющая собой многослойный «сэндвич» из полипропилена или пенополиэтилена толщиной 6–10 мм, ограничители для поддержания постоянной температуры и грязеводонепроницаемая ПВХ-оболочка с герметично запаянными швами, устойчивая к неблагоприятным атмосферным воздействиям. Выпускаются в виде прямоугольных полотнищ различной площади и рулонов значительной длины.

Возможности термоматов. Многие западные и отечественные специалисты считают, что прогрев грунта термоэлектрическими и термоизоляционными матами – оптимальная технология для оттаивания больших площадей мерзлого грунта и льда. Они могут работать от однофазных источников электроэнергии с напряжением 220 В. Работают лучше, чем солнце в весенний день, – 24 часа 7 дней в неделю. Способны нагревать грунт до температур на 50–80 °С выше температуры окружающего воздуха и прогревают сильно промерзший грунт на глубину до 450–800 мм за 20–72 часа работы в зависимости от температуры воздуха и свойств грунта. Снег и лед превращаются в воду, которая впитывается в грунт и размораживает нижележащие слои грунта. Они способны разморозить замерзшие канализационные трубы на глубине до 2,5 м. Допустимая температура работы термоматов может составлять до –35 °С. Удельная мощность, излучаемая термоматами, может достигать нескольких сот ватт на 1 м 2 . За счет проникающих свойств и направленного действия инфракрасного излучения, а также контактной передачи тепла от поверхности термомата прогрев грунта происходит с высокой эффективностью одновременно сразу на всю глубину промерзания.

Компания «Тепловые системы» (г. Москва), входящая в ГК «AKKURAT», занимается разработкой, испытаниями и производством термоэлектрических матов ТЭМ для ускорения твердения бетона и для прогрева грунта. Кроме того, термоматы применяются и для выполнения других задач, например, обогрева емкостей, прогрева каменной кладки и т. д.

Термоэлектрические маты изготавливаются по собственному патенту с использованием качественной инфракрасной пленки Marpe Рower 305 повышенной мощности (400, 600 и 800 Вт/м 2 ), которая производится южнокорейской компанией Green Industry Co. Напряжение питания 220 В/ 50 Гц. Допускается эксплуатация при температуре окружающей среды от –60 до +40 °С и относительной влажности до 100%.

Главное условие правильной эксплуатации термоматов – это плотное прилегание рабочей поверхности термомата к обогреваемому объекту (бетону или грунту). Время набора критической прочности (70%) для бетонной плиты толщиной 200 мм составляет порядка 12 ч; время прогрева замерзшего грунта – от 20 до 36 ч.

Результаты испытаний. В технической литературе приводятся описания испытаний одной из моделей термоматов размером 1,2х3,2 м и мощностью 800 Вт/м 2 . Эксперимент проводился в конце зимы, в период наибольшего промерзания грунта. Прогрев грунта термоматами происходил в автоматическом режиме при температуре воздуха –20 °С, начальной температуре грунта –18 °С, верхний слой грунта в 20 см состоял из смеси глины, песка и шлака, далее шла чистая глина. Участок был очищен от снега, поверхность максимально выровнена, на нее уложена полиэтиленовая пленка. Далее укладывались термоматы один вплотную к другому без перекрытия и подключались к электропитанию по «параллельной» схеме. В первые часы все выделенное тепло поглощалось грунтом, и термоматы работали не отключаясь, затем, с прогревом поверхности грунта до 70 °С, термоматы начинали отключаться, а когда температура термомата опускалась до 55–60 °С, он снова включался. На время прогрева влияют начальные условия (температура воздуха и грунта) и свойства грунта (теплопроводность, влажность). Испытания показали, что для прогрева данного грунта на глубину 600 мм необходимо от 20 до 32 ч.

Термоматы создают стабильный тепловой поток, что является необходимым условием качественного затвердевания бетона в зимнее и летнее время и исключает появление температурных трещин. Марочный бетон за 11 ч набирает прочность, которую он приобрел бы за 28 суток в естественных условиях. Высокая скорость схватывания бетона достигается за счет проникновения инфракрасных лучей в толщу бетонной массы.

Применение. Маты раскатываются из рулонов, подключаются к источнику электроэнергии. Чтобы повысить эффективность их работы, сверху рекомендуется расстелить теплоизоляционные защитные маты, сохраняющие тепло и защищающие от ветра. Во избежание перегрева и прогара термомата необходимо обеспечить плотное прилегание термомата к прогреваемой поверхности. Не допускается размещение между матом и обогреваемым объектом каких-либо теплоизолирующих материалов, препятствующих передаче тепла к объекту.

ООО «Завод «УралСпецГрупп» (г. Миасс) предлагает термоматы со встроенными датчиками ограничения температуры для прогрева бетона и грунта мощностью 400 и 800 Вт/м 2 соответственно. Термоматы могут состоять из нескольких независимых секций. Каждая секция имеет свой терморегулятор-ограничитель и поддерживает температуру нагрева в определенном диапазоне.

Преимущества термоматов. Оборудование не требует предварительной подготовки и полностью готово к работе; относительно невысокая стоимость; простота настройки и обслуживания; малый вес и удобство в эксплуатации, от работников не требуется специальных навыков; высокий КПД и низкое энергопотребление, например, 0,5 кВт.ч на 1 м 2 . Термоэлектроматы полностью безопасны. В каждом сегменте термомата есть термоограничитель, температура не поднимется выше заданной. Оборудование не загрязняет окружающую среду. По требованию заказчика термоматы могут производиться с индивидуальными параметрами мощности и размеров.

Недостатки термоматов. Необходимость обеспечения электропитания и постоянного контроля работы оборудования; отсутствие антивандальной защиты, относительная нестойкость к повреждениям.

Гидравлические станции для прогрева грунта

Если нужно прогреть грунт зимой на большой площади, например, под устройство бетонной подушки в 400 м 2 и более, обычными способами – термоматами, инфракрасными излучателями, тепловыми пушками, навряд ли получится разогреть такую массу земли на такой площади. Скорее всего здесь будет эффективна технология прогрева земли с помощью парникового эффекта, который создается гидравлическими станциями. В настоящее время западные компании широко применяют технологию размораживания грунтов гидравлическими станциями в зимний период для проведения землеройных и бетонных работ. Компактные гидравлические станции для прогрева грунта появились на мировом рынке строительного оборудования около 15 лет назад.

Конструкция и работа установки. Сама установка представляет собой мобильную мини-котельную. Прицеп, на котором размещается гидравлическая станция, устанавливается как можно ближе к участку, который должен прогреваться.

Прогреваемая поверхность расчищается от снега. Тщательная расчистка позволит сократить время оттаивания на 30%, сэкономит топливо, избавит от грязи и лишней талой воды, затрудняющей дальнейшее ведение работ. Включается котел, в котором нагревается теплоноситель. В качестве теплоносителя чаще всего используют воду, но на Западе в ходу и водно-гликолевая или пропилен-гликолевая смесь. Максимальная температура нагрева теплоносителя в современных установках (в зависимости от производителя) находится в пределах 75–90 °С. Цифровой термостат позволяет оператору просто регулировать температуру теплоносителя. Нагревательный котел оснащается горелкой, работающей на газе или дизельном топливе. Нагретый до заданной температуры теплоноситель поступает в термоизолированную емкость. Из емкости теплоноситель с помощью насоса нагнетается в нагревающие шланги.

Дизельная станция размораживания грунта и прогрева бетона СРГПБ.СИ.350 производства ЗАО «СИ» (г. Москва). Тепловая мощность – 31 кВт/ч. Тепловой к.п.д. составляет 85%. Может непрерывно работать в течение 120 ч. Объем системы теплоносителя – 190 л. Рабочая температура системы обогрева: 37–82 °C. Рабочее давление в системе обогрева: 4,7–6,2 бар. Длина греющего шланга – 360 м. Производительность циркуляционного насоса – 1010 л/ч. Площадь размораживания и прогрева – от 104 до 210 м 2 . Площадь размораживания с дополнительной увеличенной катушкой хранения рукава и насосом – от 310 до 620 м 2 . Позволяет прогревать грунт до 400 мм в глубину за 24 ч. Смонтирована на одноосном шасси прицепа. Масса установки, заправленной топливом, 1402 кг.

Шланги армированы синтетическим волокном и обладают исключительной гибкостью и прочностью на разрыв. Исправность и готовность оборудования к работе контролируется встроенными датчиками. Шланги и прогреваемый участок обязательно закрываются паронепроницаемой или полиэтиленовой пленкой внахлест (особенно важно при работе с бетоном) и теплоизолирующими матами (утеплителем), чтобы создать «парниковый эффект» и уменьшить потери тепла в окружающий воздух. Чем тщательнее будет изолирована прогреваемая поверхность, тем меньше потребуется времени, чтобы прогреть грунт. Пленка не позволит нагретой воде испариться. Талая вода растопит лед в нижних слоях грунта.

Время подготовки к прогреву занимает всего лишь около 30 минут. Открывается кран – и нагрев пошел! В гидравлических станциях некоторых производителей есть возможность при необходимости увеличить в несколько раз номинальную площадь прогрева грунта за счет подключения дополнительного насоса и дополнительных шлангов. Прогрев мерзлого грунта осуществляется в относительно короткие сроки – 20–30 ч, но при необходимости возможна непрерывная эксплуатация таких установок и до 60–130 ч. Такая установка имеет к.п.д. до 94%, то есть практически все тепло, вырабатываемое установкой, идет на прогрев грунта. Средняя скорость размораживания грунта подобным методом составляет 300–600 мм в глубину в сутки. Однако при более плотной укладке нагревательных рукавов и тщательной теплоизоляции можно увеличить темп размораживания.

Прочие возможности применения. Вскоре после начала использования этой технологии выяснилось, что гидравлические станции также помогают ускорить процесс застывания бетона зимой, не давая влаге в бетоне превратиться в лед даже при температурах от –30 до –40 °С. Бетону для застывания требуется тепло: чем теплее будет бетон, тем скорее он отвердеет, оптимальная температура для застывания от +20 до +25 °С. В сильный мороз бетон будет твердеть очень долго и потеряет качество. Кроме того, прогревающие гидравлические станции можно использовать для обогрева теплиц и цветников, отопления помещений, предотвращения обледенения футбольных полей и т. д.

В России для работы на больших площадках широкое применение находят гидравлические установки для отогрева грунта Wacker Neuson E350 и E700, HSH 700 G. Установки сертифицированы в России и не требуют специальных допусков для оператора.

Гидравлическая станция для прогрева поверхности Wacker Neuson HSH 350 имеет массу (с топливом) 1500 кг. Производительность нагревателя (брутто) 30 кВт. При идеальных условиях к.п.д. может достигать 94%. Длина шланга – 350–700 м.

Установка серии HSH может размораживать замерзшую почву, а также проводить обработку бетона даже при отрицательных температурах. Возможность непрерывной эксплуатации – до 63 ч. При использовании дополнительного оборудования можно обеспечить оттаивание почвы площадью до 300 м 2 и прогреть до 612 м 2 бетона. Устройство HSH смонтировано на прицепе.

Преимущества и недостатки. Преимуществами данной технологии перед другими методами являются: возможность отогревать значительные площади грунта; простота в эксплуатации, обслуживании и хранении оборудования; использование оборудования не требует специфических знаний, навыков и длительного обучения персонала; автономность, мобильность и многофункциональность оборудования; стабильность результатов при производстве работ; минимальные трудовые и материальные затраты на подготовку прогреваемой поверхности; экологичность и безопасность – нет опасности поражения электрическим током и горячим теплоносителем, не создает магнитных полей, прогревающие шланги полностью герметичны.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость оборудования (2–3 млн руб.), необходимость постоянного присутствия оператора при производстве работ.

Если гидравлическая станция требуется для разового применения или не часто, можно взять ее в аренду. Благодаря указанным выше преимуществам средства, затраченные на аренду, окупятся очень быстро. Обычно стоит компании один раз попробовать использовать подобную гидравлическую станцию, как она становится приверженцем технологии гидравлического прогрева грунта.

Тепляк/ шатер и нагревательное оборудование

Далее представим несколько способов прогрева, для которых общим является наличие некоего строения над прогреваемым участком и источника тепла.

Прогрев горячим воздухом. Довольно простой и доступный метод прогрева грунта – с помощью горячего воздуха – позволяет размораживать грунт в самое холодное время. Предварительно с отогреваемого участка необходимо убрать снег. Над участком возводится временное строение – тепляк или шатер. Тепляк – временное каркасно-тентовое строительное укрытие для гидро- и теплоизоляции. Применяется при выполнении строительных работ. Внутри устанавливается дизельная, газовая или электрическая тепловая пушка, газовая горелка или печка. Воздух в тепляке/ шатре может нагреваться до 50–65 °C. Стены и крышу тепляка/ шатра можно накрыть имеющимися теплоизолирующими материалами или даже лапником из леса.

В нашей стране выпускаются тепловые пушки под брендом Hyundai. Например, тепловая пушка Hyundai H-HG7-50-UI712 с нагревательным элементом ТЭН мощностью 4,5 кВт. Агрегат имеет режимы работы: вентиляция, интенсивный и экономичный обогрев. Температура воздуха на выходе по сравнению со входом увеличивается на 32 °С. Производительность – 420 м 3 /ч воздуха. Продолжительность работы/ пауза – 22/ 2 ч. Есть датчик защиты от перегрева.

Преимущества. Соорудить такое временное помещение или развернуть такую установку намного проще и требуется меньше трудозатрат, чем на оборудование для прогрева грунта других типов. Одновременно с размораживанием эта установка подсушивает грунт, и его становится легче копать. Западные производители такого оборудования утверждают, что их установки прогревают и высушивают грунт быстрее в два раза, чем при использовании гидравлических станций со шлангами, по которым циркулирует горячий теплоноситель.

Недостаток. Слабая теплоизоляция, отсюда большие потери тепла, воздушные тепловые пушки передают грунту всего около 15% тепловой энергии.

Итальянская компания Master Climate Solutions (входит в Dantherm Group) выпускает на заводе в Италии нагреватели воздуха под брендом MASTER. Дизельные тепловые пушки с прямым и непрямым нагревом, а также газовые и электрические тепловые пушки. Некоторые из пушек с дизельным нагревом оборудуются специальным гнездовым термостатом ТН-1, который устанавливается непосредственно на изделии, или с термостатом ТН-2, который подключается с помощью кабеля. Агрегаты способны непрерывно работать длительное время практически со 100%-ным к.п.д.

Например, дизельная тепловая пушка прямого нагрева MASTER B 150 CED мощностью 44 кВт развивает поток воздуха 900 м 3 /ч, расход топлива 3,7 кг/ч, температура воздуха на выходе 300 °С, масса установки 30,3 кг. Работает без дозаправки в течение 13 ч. Оснащена устройством автоматического управления горением с фотоэлементом и системой безопасности горелки и нагревателя. Внешний корпус нагревателя остается холодным.

Открытое пламя. Использование для размораживания грунта открытого пламени, или «огневой способ», основан на оттаивании грунта путем сжигания твердого или жидкого топлива в агрегате, состоящем из галереи металлических коробов в форме полукруга или усеченных конусов.

Короба могут изготавливаться из листовой стали толщиной 1,5–2,5 мм или из подручных материалов, например из разрезанных по длине металлических бочек. Первый из коробов выполняет роль камеры сгорания, в которой сжигают любое твердое или жидкое топливо. Например, в камере сгорания устанавливается газовая горелка (форсунка), соединенная шлангом с газовым баллоном. Газовая горелка, применяемая для этой цели, может представлять собой просто отрезок стальной трубки диаметром 18 мм со сплюснутым конусом. Вытяжная труба последнего короба обеспечивает тягу, благодаря которой продукты сгорания проходят вдоль галереи и прогревают расположенный под ней грунт. Для уменьшения тепловых потерь галерею утепляют талым грунтом слоем толщиной до 100 мм, шлаком или другими материалами.

В продаже сейчас имеется множество современных горелок. Например горелка Giersch RG 20-Z-L-F (Германия) с двухступенчатым регулированием мощности 40–120 кВт. Работает на природном и сжиженном газе. Электропитание – 220 В, максимальный потребляемый ток – 2,6 А. Мощность электродвигателя – 180 Вт. Звукоизоляция встроенная, имеется датчик контроля давления воздуха. Может устанавливаться и в вертикальном положении.

При длине коробов 20–25 м установка за сутки дает возможность отогреть грунт на глубине 0,7–0,8 м. Специалисты приводят такие данные: расход дизтоплива на разогрев 1 м 3 грунта составляет 4–5 кг. Подогрев пламенем рекомендуется проводить в течение 15–16 ч. Затем, после демонтажа коробов, полосу оттаявшего грунта засыпают опилками, чтобы оттаивание продолжалось вглубь за счет передачи аккумулированного в грунте тепла.

Недостатки данной технологии: громоздкое, неудобное для транспортировки оборудование; метод может применяться для выемки только относительно узких и неглубоких траншей, т. к. позволяет прогревать лишь участки небольшой площади. Прогрев такими горелками большого участка обойдется очень дорого. Процесс размораживания длится долго. Необходимо выполнять вспомогательные работы по обустройству (и разборке) конструкции. Необходимо постоянно контролировать процесс и соблюдение техники безопасности. Большие тепловые потери, малая эффективность использования топлива. Вредные выбросы от сжигаемого топлива, вследствие этого запрет на использование этого способа в городах

Преимущества. Их немного. Можно собрать такую «установку» из подручных материалов и отапливать отходами строительства – обрезками досок, горючим мусором. Преимуществами применения газа по сравнению с дизельными горелками являются меньшая цена и меньшее количество вредных выбросов и дыма.

В итоге данный метод не рекомендуется для прогрева грунта или растапливания снега, если имеются альтернативные варианты выбора.

Универсальная газовая горелка Roca CRONO-G 15G (Испания) работает на сжиженном и природном газе, максимально безопасна в работе. Перед зажиганием производится продувка воздухом камеры сгорания. Возможна одноступенчатая, двухступенчатая или модулируемая регулировка мощности. Мощность – 65–189 кВт. Расход топлива – 6,5–18,9 кг/ч. Мощность электродвигателя – 350 Вт. Электрическое питание – 220 В. Масса – 15 кг.

Отражательные печи. Как показал опыт, при ремонте коммунальных городских сетей наиболее удобным и быстрым является метод отогрева мерзлого грунта отражательными (рефлекторными) печами, которые подвешиваются изнутри к крыше тепляка – открытого снизу короба с утепленными стенками и крышей.

Отражательные печи имеют сверху рефлектор параболической формы из алюминиевого, дюралюминиевого или стального хромированного листа толщиной 1 мм. В фокусе параболы, который находится на расстоянии 60 мм от рефлектора, располагается источник тепловых лучей: электрическая спираль накаливания, водяная или паровая батарея. Рефлектор фокусирует тепловые лучи на нижележащем участке земли, за счет этого энергия расходуется более экономично, а оттаивание грунта происходит более интенсивно, чем при нагреве теплым воздухом. Сверху печь закрывается стальным кожухом, защищающим рефлектор от механических повреждений. Между кожухом и рефлектором имеется прослойка воздуха, улучшающая теплоизоляцию печи. Спираль накаливания изготавливается из нихромовой или фехралевой проволоки диаметром 3,5 мм, навитой спиралью на изолированную асбестом стальную трубу. Нихром (Ni-Cr и Ni-Cr-Fe) получил название от никеля («ни») и хрома («хром») в своем составе, а фехраль (Fe-Cr-Al) назван по первым буквам основных элементов («фе», «хр», «аль»). На современном рынке фехраль дешевле нихрома, как минимум, в 3–5 раз. Однако нихром способен выдержать большее количество циклов включения-выключения нагревательных элементов до их перегорания.

Применение тепляков и рефлекторов. При использовании рефлекторных печей необходимо обеспечить безопасные условия производства работ. Место отогрева должно быть ограждено, контактные зажимы для присоединения проводом закрыты, а спирали течи не должны касаться грунта.

Тепляки и отражательные печи могут питаться от электросети напряжением 380 или 220 В. В случае, если питание ТЭНов производится от трехфазного источника электроэнергии, то нагревательные элементы соединяются группами по три штуки по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения источника питания и напряжения, на которое рассчитаны ТЭНы («треугольник» – если ТЭНы рассчитаны на напряжение 380 В, «звезда» – если на 220 В). Для работы комплекса из трех установок необходим источник электроэнергии мощностью около 20 кВт/ч. Специалисты утверждают, что расход энергии на оттаивание 1 м 3 грунта в течение времени 6–10 ч (в зависимости от его вида, влажности и температуры) находится в пределах 100–300 МДж или 50 кВт.ч, при этом внутри тепляка поддерживается температура 50–60 °С.

Недостатки данного способа: эффективная теплоизоляция печей невозможна из-за опасности их перегрева и выхода из строя, по этой причине у данных нагревательных приборов низкий к.п.д.; к тому же площадь размораживаемого участка невелика, а для питания оборудования необходим мощный источник электроэнергии; кроме того, при перегреве электрических контактов нагревательных элементов возникает высокая вероятность поражения электрическим током посторонних лиц; поэтому на время работы установки требуется ограждение и охрана участка. Вследствие названных неудобств и опасности эксплуатации некоторые компании отказываются от использования данного метода прогрева.

Обустройство паровых и водяных батарей еще сложнее, требуется паровой или водяной котел и т. д.

Преимущества. Быстрая и несложная доставка на место и подготовка к работе оборудования. Относительно малый по времени период оттаивания – до 10 ч.

Термоматы для прогрева грунта от производителя

3 года службы, гарантия производителя 1 год и оперативная замена по фото.

Подтверждение заказа до 1 часа

О технологии

Технология прогрева грунта термоматами

Перед началом работ необходимо очистить от снега и выровнять участок территории, на которой требуется провести оттаивание грунта. После чего на подготовленную поверхность укладываются термоэлектроматы и подключается электропитание. Начинается прогрев.

Термроэлектромат ФлексиХИТ конструктивно выполнен так, что тепловое излучение максимально направленно в сторону грунта. Дополнительного утепления не требуется. Каждый сегмент устройства управляется встроенным термостатом что оптимизирует энергозатраты системы в зависимости от температуры окружающего воздуха и обогреваемого объекта. Термоматы должны быть мощностью не менее 500 Вт/м 2 , за счет этого мат быстрее набирает температуру, и прогрев грунта получается более интенсивным.

Подключение и монтаж

Установка термомата перед началом прогрева грунта

Для обеспечения максимальной эффективности прогрева, поверхность следует тщательно выровнять и зачистить до мерзлого грунта от снега, льда и прочего мусора. При необходимости сделать подушку из песка средней крупности до полного выравнивания. Расстелить полиэтиленовую пленку на грунт, сверху уложить Нагреватель, загнуть края пленки таким образом, чтобы в процессе оттаивания образующаяся вода не подтекала под Нагреватель и на него. Необходимо обеспечить отвод талой воды, образующейся при прогреве мерзлого грунта. Если расстояние между Нагревателем и прогреваемой поверхностью более 10 мм, то возможны локальные перегревы, приводящие к выходу термоэлектромата из строя.

В случае невозможности выровнять поверхность (из-за технологических шурфов, отверстий), необходимо накрыть ее листом металла, для обеспечения равномерного теплоотвода с поверхности Нагревателя.

Для обеспечения максимальной эффективности и экономии электроэнергии, рекомендуется поверх Нагревателя утеплить конструкцию с помощью теплоизоляционных материалов.

Читайте также: