Izolacje termiczne instalacji c.o., c.w.u. i wentylacyjnych

Izolacja stanowi sposób zabezpieczania dwóch sąsiadujących układów, elementów itp. celem utrudnienia wzajemnego oddziaływania. W przypadku izolacji elementów instalacji c.o., c.w.u. oraz wentylacyjnych ważna jest termoizolacja chroniąca przed niekorzystną wymianą ciepła z otoczeniem, obniżenie natężenia dźwięków o określonej częstotliwości oraz tłumienie dźwięków niepożądanych.

Różnorodność izolacji…

…poliuretanowe
Dużym uznaniem cieszą się otuliny izolacyjne wykonane z półsztywnego poliuretanu. W niektórych materiałach izolacyjnych dodatkowo uwzględniany jest płaszcz PVC. Otuliny zapewniają estetyczny wygląd izolacji i trwałość dzięki opancerzonemu płaszczowi z klejącą taśmą zabezpieczającą. Istotną zaletą jest przy tym odporność na działanie związków chemicznych oraz środków, które stosowane są w budownictwie.
Ważną rolę w izolacjach wykonanych z poliuretanu odgrywa dobra izolacyjność oraz stosunkowo niski współczynnik przewodzenia ciepła (λ) wynoszący 0,037 W/mK.
Otulin z poliuretanu nie należy używać w instalacjach narażonych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych oraz w sieciach napowietrznych. Ważne jest również, aby temperatura medium grzewczego nie przekraczała 135°C.

…z pianki poliuretanowej
W niektórych wersjach izolacji, bazujących na otulinie z pianki poliuretanowej z otwartymi porami, przewidziano automatyczne zamknięcie z wzdłużnym rozcięciem i taśmę montażową. Warto podkreślić, że zastosowanie otulin z poliuretanu obejmuje instalacje centralnego ogrzewania oraz ciepłej i zimnej wody zarówno w budownictwie mieszkaniowym, jak i w obiektach użyteczności publicznej.

…z wełny mineralnej
Niemałym uznaniem cieszą się izolacje wykonane z wełny mineralnej zazwyczaj bazujące na otulinie izolacyjnej z nacięciem wzdłużnym. Izolacji tego typu używa się podczas izolowania termicznego rurociągów ciepłej i zimnej wody oraz przewodów solarnych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Ważną cechą otulin tego typu jest wytrzymałość na zginanie oraz stabilność formy. Jeżeli grubość izolacji przekracza 40 mm to współczynnik przewodzenia ciepła osiąga 0,038 W/mK. Z kolei przy grubości nieprzekraczającej 40 mm parametr ten wynosi do 0,036 W/mK.

…PUR w osłonie
Interesujące rozwiązanie stanowią izolacje zaprojektowane z myślą o izolowaniu rurociągów o temperaturze medium grzewczego wynoszącej do 140°C. W tym zakresie do dyspozycji pozostają izolacje z twardej pianki PUR w osłonie z folii PVC, a także otuliny termoizolacyjne bazujące na twardej piance PUR z osłoną w postaci folii PVC dodatkowo pokrytej warstwą aluminium. Niejednokrotnie zastosowanie znajdują otuliny termoizolacyjne z twardej pianki PUR bez osłony.

…z pianki polietylenowej
Specjalne węże izolacyjne bazujące na miękkiej piance polietylenowej o zamkniętych porach zastosować można w instalacjach sanitarnych. Warto podkreślić ich odporność na czynniki mechaniczne, dzięki zastosowaniu zewnętrznej folii ochronnej. W materiałach tego typu gęstość izolacji objętościowej zazwyczaj wynosi 35 kg/m³.
Warto zwrócić uwagę na cienkościenne węże izolacyjne wytwarzane z miękkiej pianki polietylenowej. Z kolei płaszcz foliowy zapewnia odporność na rozrywanie. Jako warstwę zewnętrzną uwzględnia się natomiast folię poślizgową.

…otuliny i maty kauczukowe
Wykonane z wysokiej jakości pianki kauczukowej znajdują zastosowanie przy zabezpieczeniu instalacji chłodniczych, klimatyzacyjnych i wentylacyjnych. Skutecznie chronią instalację przed stratami energii, zamarzaniem oraz – co szczególnie ważne – kondensacją pary wodnej. Można je stosować również w instalacjach grzewczych i sanitarnych, tu ograniczają głównie straty energii.

Izolacja instalacji wentylacyjnych

W przypadku izolacji znajdujących zastosowanie przy ocieplaniu kanałów wentylacyjnych warto w pierwszej kolejności zwrócić uwagę na materiały pozwalające na wykonanie izolacji przeciwkondensacyjnej. Uwzględnia się wtedy szczelne odgrodzenie zimnej powierzchni od otoczenia w taki sposób, aby temperatura powierzchni izolacji była wyższa od temperatury punktu rosy. Tym sposobem znajdująca się w powietrzu para wodna nie będzie się wykraplać na powierzchni kanału oraz na powierzchni zewnętrznej izolacji. Należy podkreślić, że właściwie dobrana warstwa izolacji cieplnej na kanale wentylacyjnym powoduje przejście punktu rosy w bezpieczny obszar na zewnątrz kanału.
Specjalne materiały izolacyjne pozwalają na wykonanie zabezpieczeń kanałów wentylacyjnych i oddymiających o klasie odporności ogniowej do dwóch godzin (od EIS 30 do EIS 120). Na typowy system tego typu składają się płyty z wełny mineralnej bez okładziny lub z folią aluminiową. Nie mniej ważny jest przy tym klej przeznaczony do wykonywania połączeń między płytami oraz kształtki z folią aluminiową lub bez folii pozwalające na wykonywanie zabezpieczeń kanałów okrągłych.
Niejednokrotnie zastosowanie znajdują izolacje przeznaczone na kanały wentylacyjne, które usytuowane są na zewnątrz budynków. Do takich aplikacji bardzo często używa się profili cienkościennych mających za zadanie podtrzymywanie materiału izolacyjnego oraz zapewnienie konstrukcji wsporczej dla płaszcza zewnętrznego z blachy stalowej. Jako alternatywę można zastosować tzw. odstępniki stanowiące punktowe podparcie blachy zewnętrznej. Tym sposobem eliminowane są liniowe mostki termiczne pojawiające się w miejscu występowania konstrukcji wsporczej płaszcza zewnętrznego. Materiały izolacyjne tego typu przykręca się do boków kanału po obwodzie a dodatkowo w narożach uwzględnia się mocowanie przy użyciu blachowkrętów. Rozstaw elementów podkonstrukcji zależy przede wszystkim od szerokości arkusza blachy, zastosowanej jako okładzina zewnętrzna.

Akcesoria rzecz ważna

Przydatne rozwiązanie stanowi szereg akcesoriów pozwalających na poprawę skuteczności izolowania oraz na przyspieszenie i ułatwienie prac montażowych. I tak też przydadzą się specjalne stoły montażowe do folii z metalu. Warto zwrócić uwagę na dwuskładnikowe pianki poliuretanowe przeznaczone do spieniania ręcznego złączek i pustych przestrzeni. Warto zadbać o nity plastikowe oraz niciarkę. Podczas spawania na zimno folii PCV przyda się specjalny środek spawalniczy.
Mówiąc o akcesoriach do izolacji technicznych trzeba zwrócić uwagę na drut aluminiowy używany do wykończenia izolacji. Podczas wykańczania izolacji można użyć również mankietu aluminiowego z kołnierzami o szerokości 20, 25, 30 i 40 mm. Przyda się przy tym także taśma wzmocniona aluminium.
W przypadku elementów zagiętych, takich jak zagięcia czy też kształtki, z pewnością przydadzą się kolana z pianki polietylenowej. Pozwalają one na dokładne zaizolowanie zagięć łukowych oraz trudno dostępnych miejsc rurociągów. Odpowiednie zestawy uszczelniające nabyć można z myślą o izolowaniu kolan hamburskich. Chodzi przede wszystkim o zestawy z wkładem PUR i płaszczem PVC.

Parametry izolacji

W praktyce projektowej mówi się o przynajmniej kilku parametrach izolacji instalacji c.o., c.w.u. i wentylacyjnych. I tak też ważna jest nasiąkliwość będąca procentową wilgocią, którą wchłania materiał z uwzględnieniem całkowitego zanurzenia w wodzie. Nie mniej ważna jest wytrzymałość mechaniczna określająca materiał pod kątem odporności na siły zginające, rozciągające i ściskające. Z kolei porowatość ma za zadanie określenie stosunku objętości porów powietrznych w materiale w odniesieniu do całkowitej objętości materiału.
Mówiąc o najważniejszych parametrach izolacji należy mieć na uwadze przede wszystkim współczynnik przewodzenia ciepła (λ), czyli wielkość określającą ilość ciepła jaka w ciągu jednej sekundy jest w stanie przepłynąć przez materiał cechujący się powierzchnią wynoszą 1 m². Trzeba podkreślić, że podczas obliczeń w tym zakresie uwzględnia się różnicę temperatury wynoszącą 1 K po obu stronach materiału. Na etapie doboru parametrów izolacji brana jest również pod uwagę palność określająca zachowanie się izolacji w czasie pożaru. Kluczowym parametrem jest współczynnik dyfuzji pary wodnej (μ) określający materiał pod kątem przepuszczalności pary wodnej.

Jak dobrze wybrać?

Kwestia doboru odpowiedniej izolacji rur i przewodów wentylacyjnych nie jest jednoznaczna i powinna uwzględniać przynajmniej kilka aspektów technicznych.
Kluczową rolę odgrywa dokładne dopasowanie do zewnętrznej średnicy rur. Właściwość w tym zakresie jest szczególnie istotna w odniesieniu do rur z zimną wodą, bowiem jeżeli przestrzeń znajdująca się pomiędzy rurą a otuliną jest zbyt duża to może pojawić się w niej para wodna.
Jako materiał izolacyjny rur najczęściej zastosowanie znajduje pianka polietylenowa ze względu na dobre właściwości izolacyjne w temperaturze w zakresie pomiędzy -80°C, a ponad 100°C niezależnie od poziomu wilgotności. Na uwagę zasługuje również niewchłanianie pary wodnej. Izolacją rur wodnych może być również pianka poliuretanowa ze względu na sztywność, ale z możliwością wchłaniania wilgoci.
Na etapie wyboru izolacji technicznej trzeba również wziąć pod uwagę warunki otoczenia, materiał wykonania oraz zakres temperatury czynnika grzewczego lub wody. Kluczową rolę odgrywa przy tym parametr w postaci współczynnika przenikania dyfuzyjnego pary wodnej. Izolacja jest tym lepsza, im wyższa jest wartość współczynnika przenika dyfuzyjnego pary wodnej. Współczynnik przewodzenia ciepła powinien z kolei być możliwie najniższy.

Kolejne pytanie: jak dobrać odpowiednią grubość izolacji? W tym celu pomocna może okazać się norma PN-B-02421:2000 „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze.” Dokument ten określa wymagania dotyczące projektowania oraz wykonywania izolacji cieplnej w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej i technologicznej. Wymagania te dotyczą instalacji znajdujących się w sieciach ciepłowniczych, które prowadzone są w kanałach, a także tunelach, budynkach oraz w sieciach napowietrznych.

Izolacje termiczne instalacji c.o., c.w.u. i wentylacyjnych najczęściej bazują na matach i otulinach. Jako materiały wykonania zazwyczaj uwzględnia się wełnę mineralną, polistyren ekspandowany (styropian), kauczuk modyfikowany, polietylen oraz poliuretan.