Izolování potrubí a tvarovek je klíčové pro prodloužení životnosti potrubí a minimalizaci tepelných ztrát. Tepelná izolace snižuje tepelné ztráty až o 80 %. Zároveň zabraňuje rosení potrubí studené vody a je doporučována pro udržení kvality a zdravotní nezávadnosti vody ve vodovodech, jak studené, tak i teplé vody.
Legislativní rámec a normy
Základní normou v oboru zdravotně technických instalací je národní norma ČSN 75 5409 Vnitřní vodovody. Tato norma navazuje na ČSN EN 806-1 až 5 a ČSN EN 1717 a řeší problematiku, která není v normách řešena dostatečně. ČSN 75 5409 doporučuje tepelně izolovat všechna potrubí studené pitné vody, kromě potrubí zásobujících pouze odběrná místa požární vody a potrubí uložených v ochranných trubkách. V problematice izolací se musíme dále řídit platnou vyhláškou č. 193/2007 Sb., která předepisuje izolovat všechna potrubí teplé vody. Tato vyhláška navazuje na zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií.
Protože se jedná o legislativu úspor energií, není zde problematika izolování rozvodů řešena komplexně, ale je řešena pouze část, která ovlivňuje spotřebu energie, tedy rozvody teplé vody a cirkulace. V roce 2013 byla zavedena technická normalizační informace (TNI) CEN/TR 16355, která poskytuje informace a doporučení pro prevenci proti zvyšování koncentrace Legionell ve vnitřních vodovodech pro rozvod vody určené k lidské spotřebě v souladu se sérií norem EN 806. Tato TNI by měla být aplikována v souladu s národními předpisy, což je vyhláška 252/2004 Sb. Tepelné ztráty izolovaného potrubí je možné stanovit podle ČSN 75 5455.
Vyhláška č. 151/2001 nám ukládá izolovat potrubí buď podle článku č.9 §6 přímo danou tloušťkou izolace, nebo podle článku 11 výpočtem s kritériem maximální ztráty tepla vztaženým na jednotku délky potrubí, konkrétně 0,35 W/m.K. Požadavky na tepelné izolace potrubí pro rozvod tepla a teplé užitkové vody jsou uvedeny v § 6 této vyhlášky. Vyhláška požaduje vybavit každou tepelnou síť s teplonosnou látkou o teplotě vyšší než 40 °C tepelnou izolací, přičemž výjimkou jsou kondenzátní potrubí (odst.1) a potrubí, která se mohou podílet na vytápění vnitřních prostorů (odst.4). Pro tepelné izolace se použijí materiály, které mají součinitel tepelné vodivosti λ menší nebo roven hodnotě 0,040 W.m-1.K-1 (odst.8).
Montáž potrubí vnitřního vodovodu podle ČSN EN 806-4
Povrchy potrubí se nesmí dotýkat stavebních konstrukcí. Vzájemná vzdálenost volně vedených potrubí a vzdálenost volně vedených potrubí od stěn, stropů a jiných konstrukcí musí být taková, aby se izolace potrubí nedotýkala souběžných potrubí a jejich izolací, stěn, stropů a jiných konstrukcí, které neslouží k upevnění potrubí. Souběžná potrubí mají být vedena ve vzájemné vzdálenosti podle TNI CEN/TR 16355 (Doporučení pro prevenci zvyšování koncentrace bakterií rodu Legionella ve vnitřních vodovodech pro rozvod vody určené k lidské spotřebě).
Čtěte také: Průvodce kročejovou izolací
Izolace potrubí studené a teplé vody
Potrubí studené vody
Potrubí studené vody se izoluje proti tepelným ziskům a zabránění kondenzace na vnějším povrchu. Potrubí studené pitné vody, kromě potrubí zásobujícího pouze odběrná místa požární vody a potrubí složeného v ochranné trubce, musí být tepelně izolováno. Izolují se trubky, tvarovky, případně i armatury. Nástěnné tvarovky izolovány být nemusí. Tepelné ztráty izolovaného potrubí je možné stanovit podle ČSN 75 5455. Potrubí teplé vody bez cirkulace se nepovažuje za zdroj tepla, který by mohl způsobit ohřátí vody v potrubí studené vody vedeném ve společných prostorech s potrubím teplé vody.
Potrubí teplé vody a cirkulace
Potrubí teplé vody s cirkulací a cirkulační potrubí musí být tepelně izolováno. Izolují se trubky, tvarovky, případně i armatury. Požadavky na tepelnou izolaci jsou uvedeny ve vyhlášce č. 193/2007 Sb. a TNI CEN/TR 16355. Část tepelné sítě, kterou prochází teplonosná látka o teplotě vyšší než 40° C, se vybaví tepelnou izolací. Tepelná izolace se chrání před mechanickým poškozením. Vnější povrch izolovaného potrubí se upraví tak, aby byl odolný vůči vnějšímu prostředí a slunečnímu záření. Izolace armatur a přírub se provádí jako snímatelná.
Tloušťka tepelné izolace
Tloušťka tepelné izolace u vnitřních rozvodů do DN 20 se volí ≥ 20 mm; u DN 20 až DN 35 se volí ≥ 30 mm; u DN 40 až DN 100 se volí ≥ DN; nad DN 100 se volí ≥ 100 mm. U vnitřních rozvodů plastových a měděných potrubí se tloušťka tepelné izolace volí podle vnějšího průměru potrubí nejbližšího vnějšímu průměru potrubí řady DN (Viz. tabulky Tab. A až Tab. F).
Pro potrubí vedené ve zdi, při průchodu potrubí stropem, křížení potrubí, ve spojovacích místech, u centrálního rozdělovače a u přípojek k otopným tělesům, které nejsou delší než 8 m, se volí poloviční tloušťka tepelné izolace uvedená v ustanovení odstavce 9. Viz. tabulky Tab. A až Tab. F.
Při nižších hodnotách λ, než je uvedeno v ustanovení odstavce 8, se minimální tloušťka tepelné izolace (de - d)/2 stanoví výpočtem tak, aby součinitel prostupu tepla vztažený na jednotku délky potrubí k byl menší nebo roven 0,35 W/m.K. Výpočet se provede podle vztahu uvedeného v příloze č.3 vyhlášky č. 193/2007 Sb. Tabulky Tab. A až Tab. F jsou zpracované pro tepelně izolační materiál mající součinitel tepelné vodivosti "lambda" u rozvodů menší nebo roven 0,045 W/m.K a u vnitřních rozvodů menší nebo roven 0,040 W/m.K (hodnoty "lambda" udávány pro 0° C).
Čtěte také: IPA asfaltová izolace: Co potřebujete vědět
Při návrhu tepelné izolace rozvodů s teplonosnou látkou o teplotě do 110 °C se vychází z rozdílu teplot povrchu izolace a okolí, který má být menší než 25 K (odst.3). Minimální tloušťka tepelné izolace armatur na rozvodu se volí stejná jako u potrubí stejného jmenovitého průměru DN (odst.6).
Tloušťka izolace je důležitá část vzduchotechniky. Nejenže účinně brání vzniku kondenzátu, snižuje také celkovou hladinu hluku a chrání potrubí proti poškození. Obecně platí zásada, že tloušťku izolace je vhodné volit v přímé závislosti na rozdílu teplot média a okolí.
Materiály pro izolaci potrubí
Provozní, ale i výpočtová teplota ve vytápění se pohybuje do 90°C, proto se na izolaci velmi hodí novější lehké materiály z polyuretanů, polyetylen nebo kaučuků. V potrubích menších průměrů do jmenovité světlosti DN 100 se používají izolační hadice nebo tvarovky, na větší plochy zásobníkových ohřívačů a nádrží jsou vhodné velkoplošné pásy. Pro teploty nad 100°C jsou vhodné klasické minerálně vláknité materiály. Tyto izolace jsou objemnější a mají složitější a pracnější montáž povrchové úpravy.
Uvedené tloušťky tepelné izolace se vztahují na hodnotu součinitele tepelné vodivosti λ = 0,035 W/m.K. Izolační návleky jsou určeny pro kruhové potrubí ve standardních vzduchotechnických průměrech. Návlek se jednoduše nasouvá na potrubí. Rohože mají univerzální využití, je možné izolovat kruhové i hranaté potrubí a také tvarovky a další díly. Z izolačních rohoží doporučujeme kaučukovou samolepicí izolaci K-Flex KRAFT.
Izolační desky se využívají primárně k izolování čtyřhranného kovového potrubí a dalších rovných povrchů. Kaučukové izolace určené přímo pro plastové kruhové a hranaté potrubí a tvarovky. Izolace IZO jsou opatřeny samolepicí vnitřní stranou a vnější stranou s hliníkovou fólií. Montáž je velmi jednoduchá a rychlá díky samolepicímu podkladu. Často volenou variantou, která ušetří čas s izolováním je již izolované potrubí. Nejčastěji se jedná o izolované flexibilní potrubí, které nabízí verze tepelné nebo zvukové izolace. Nejjednodušší volbou pro rychlou instalaci jsou samolepicí izolace a především předizolované potrubí, které vás zbaví starostí s instalací izolace. Snadno se nalepí na vybranou část vzduchotechnického potrubí. Mezery mezi jednotlivými spoji doporučujeme přelepit hliníkovou páskou.
Čtěte také: Radon a asfaltová izolace
Termokeramické nátěry
Termokeramický nátěr ClimateCoating IndustrySpecial je založen na funkci termokeramické membrány a dokáže snížit ztráty tepla, ke kterým dochází např. při transportu kapalin a plynů v potrubích nebo snižuje únik tepla v kovových konstrukcích. Díky nátěru ClimateCoating IndustrySpecial se sníží povrchová teplota potrubí (např. při transportu teplé vody) a dochází k nižším ztrátám - tím pádem se realizují okamžité úspory ve smyslu úspor nákladů (v tomto případě ohřev vody).
Samotný termokeramický nátěr na dokonalou izolaci potrubí (a tím i na dosažení minimálních energetických nároků) samozřejmě nestačí a je třeba jej zkombinovat s vnější izolací. Rozvody potrubí teplé vody a topení, zařízení na ohřev vody, zásobníky a zásobní nádrže je třeba izolovat proti tepelným ztrátám.
Polyfoam
Polyfoam je chemicky zesítěná polyetylenová pěna s uzavřenou buněčnou strukturou. Při provozu topných, chladicích armatur zajistí ideální izolaci v teplotním rozsahu od -40°C do +95°C. Vlivem uzavřené buněčné struktury je nasákavost hmoty vodou minimální a samostatná polyetylenová hmota - ani při zástavbě, ani při používání není citlivá na vlhkost. Je odolná vůči louhům, kyselinám, olejům a neobsahuje zdraví škodlivé látky. Hlavním úkolem izolací v chladírenské technice je spolehlivě zabránit kondenzaci na vnějším povrchu izolované soustavy. Po instalaci izolačního materiálu musí mít celý systém a spoje vysokou odolnost proti difuzi vodních par. Materiály s nízkým faktorem difúzního odporu se nesmí použít bez parotěsné vrstvy (parozábrany). V těchto případech velmi rychle absorbují vlhkost, což vede ke zhoršení jejich tepelně izolačních vlastností. Z tohoto důvodu minerálně vláknité izolace nejsou vhodné při aplikaci na chladicí potrubí. Jako izolace pro chladicí techniku se nedoporučuje ani polyethylen. Ani smršťování při měnících se teplotách nevyhovuje izolačnímu účelu.
Elastomery
Pro použití při chladicích potrubích a zařízeních jsou nejvhodnější elastomery (syntetické kaučuky). Elastomery mají vysoké hodnoty faktoru difúzního odporu a zároveň nízké hodnoty součinitele tepelné vodivosti λ. I v této skupině izolací jsou však v kvalitě materiálů značné rozdíly. Některé druhy elastomerů dosahují hodnoty μ až do 7 000 a hodnota λ je snížena až na 0,036 W/m.K při 0°C.
Jak izolovat tvarovky a armatury na vnitřních rozvodech?
Izolace armatur a přírub se provádí jako snímatelná. Pro potrubí vedené ve zdi, při průchodu potrubí stropem, křížení potrubí, ve spojovacích místech u centrálního rozdělovače a u přípojek k otopným tělesům, které nejsou delší než 8 m, se volí poloviční tloušťka tepelné izolace uvedena v předešlém odstavci.
Zásady při montáži izolace
Při realizaci se často dopouštíme chyb od návrhu až po pečlivé zpracování, včetně popisu izolovaného potrubí. Proto je podrobněji popsána tato montáž tvarových kusů (kolena, oblouky, T kusy) a izolace armatur zapojených do potrubí. Je třeba používat správný tepelněizolační materiál a nářadí, který dodá většina firem vyrábějících tepelně izolační výrobky. Každá izolační trubka TUBEX je opatřena částečným řezem v podélném směru. Řezy vždy spojte pomocí lepidla. Při lepení spojů lepidlem dbejte, aby pracovní teplota byla pokud možno vyšší než +10°C. Zaručíte tím dobré vlastnosti spoje. Pro lepení používejte kaučuková lepidla na bázi polychloroprenu. Izolační trubky TUBEX-AL (dodává SPUR a.s.), potažené zesílenou hliníkovou fólií, ji mají v podélném směru přerušenou a opatřenou na jednom z okrajů samolepicím přesahem.
Nástroje a pomůcky pro izolaci
- Posuvné měřítko, skládací metr
- Podložka na řezání, dřevěný hranolek a většinou také montážní návod.
- Pokosník: Umožňuje řezání tepelněizolačních trubic z pěněného PE pod přesným úhlem. Pomocí kterých se vyrábí kolena, oblouky a T kusy. Používají se šablony. Má délku čepele nejméně 20 cm.
- Nůž: Musí být ostrý a vhodný pro řezání různých průměrů a tlouštěk izolačních trubic. V opačném případě by se mohly tvořit „zuby“ a spoj by se mohl špatně slepit. Nůž se po ukončení práce zasouvá do pouzdra.
- Přípravky pro provádění řezů: S pěti výřezy se používá při výrobě kolen a oblouků. Jsou určeny k tomu, aby se izolační trubice vyřezávaly pro následný ohyb do tvaru kolena. Výřezy se provádějí v různých vzdálenostech v závislosti na průměru tepelněizolační trubice.
- Výkružníky: Mají průměr odpovídající dimenzi izolovaného potrubí. Sada výkružníků je určena pro izolace trubek od 12 mm do 60 mm a jsou naostřeny pro řezání otvorů v izolačních trubicích. Do výkružníků se netluče kladivem, ale točí se s nimi rukou na izolační trubici, což postačuje.
Postup izolace potrubí z pěněného PE
- Plocha se očistí od nečistot a mastnoty pro pozdější přelepení páskou.
- Izolační trubice se rozřeže na potřebnou délku (přesně kolmo). U polyetylenových izolací se doporučuje přidat na délce ještě 1 až 2 % (1 až 2 cm na každý metr délky) pro eliminaci smrštění.
- Ostrým nožem se izolační trubice rozřízne po celé své délce. Řez je nutno provádět s citem, aby se nerozřízla protilehlá strana trubice.
- Trubice se rozevře a nasune na izolované potrubí.
- Poté se rozříznutá trubice slepí předepsaným lepidlem. Lepidlo z plechovky se musí před použitím řádně promíchat.
- Lepidlo se nanese na obě strany tepelněizolační trubice. Strany se pak k sobě krátce a pevně přitlačí.
- Doba odvětrání lepidla se pohybuje podle teploty a vlhkosti vzduchu od 3 do 15 minut. Ideální je při teplotě okolí +15 °C až +25 °C.
- Spoje se nechají vytvrdnout, což trvá poměrně dlouho, obvykle až za 30 až 40 hodin.
- Tepelněizolační trubice se po délce v místě řezu přelepí páskou. Výrobci doporučují vzdálenosti asi 15 cm od sebe.
- Páska se nalepí také na spoje tepelněizolačních trubic po obvodě. Doporučená vzdálenost pásek je 50 cm.
- Izolační trubky se nalepí těsně vedle sebe, aby nevznikl nezaizolovaný prostor.
Pro izolaci potrubních kolen a T-kusů využijte přípravky montážní sady. Potřebný oblouk vytvoříte pomocí přípravku pro provádění řezů, několika výřezy na vnitřní straně ohybu v místech, která si předem označíte šablonou. Otvory pro T-kusy zhotovíte pomocí kruhových nerezových nožů. Izolace kolen se provádí pomocí pokosníku a šablony. T-kus se vyrobí pomocí pokosníku. Ten se rozřeže, přiloží na potrubí a slepí podobně jako potrubí. V jedné izolační trubici se vyřeže otvor pomocí výkružníku, do něj se vloží protikus, který se pak k první trubici přilepí.
Provádíte-li izolaci potrubí, které je uloženo v zemi, chraňte izolační trubku před hlodavci a poškozením (např. obalením do ochranné vrstvy). Přímé potrubí zaizolujte těsně ke tvarovce. Přiložte izolační trubku s otvorem pro ventil, jejíž vnitřní průměr bude shodný s vnějším průměrem provedené izolace. Pásku je možné použít na izolace potrubí, ale s výhodou se dá použít pro izolaci tvarovek a hlavně armatur.
Izolace armatur
Izolace armatur patří nedílně k izolaci potrubí a nelze ji vynechat. Práce při izolaci armatur probíhají ve dvou etapách. Nejdříve se samolepicí páskou omotá tělo armatury. Poté se na armaturu nasune tepelněizolační trubka s vyřezaným otvorem pro ovládací kolečko či páku a řádně slepí. Izolovat se musí ventily s jakýmkoliv připojením na potrubí - závitové i přírubové. V některých případech se provádí izolace armatury jen tepelněizolační páskou. Při obalování páskou nesmí zůstat na armatuře nezaizolované místo a izolace nesmí omezit možnost úplného otevírání nebo uzavírání armatury.
Použití předizolovaného potrubí
Tepelné izolace potrubí se mohou provádět také z polyuretanové pěny, protože se používají hlavně pro izolace větších průměrů potrubí. Použije se předizolované potrubí, které je již z výroby tepelně zaizolované. Na spojovacích místech se provede spojení potrubí a místo spoje se dodatečně zaizoluje. K tomu slouží spojovací manžeta se vstřikovacími otvory pro vstříknutí izolační PUR pěny. Po vstříknutí a vytvrzení je potrubí tepelně zaizolované. Polyuretanová pěna při vstřikování expanduje a může proniknout i na povrch krycího potrubí. Tento přebytečný materiál se odstraní.
Doporučené vzdálenosti
Rovněž je třeba dodržovat doporučené vzdálenosti izolovaných trubek od sebe. V tabulce níže jsou uvedeny minimální vzdálenosti izolovaných potrubí od stěn, stropů a dalších stavebních konstrukcí. Hodnoty jsou osové (od osy jednoho potrubí k ose druhého potrubí).
| Průměr potrubí (DN) | Minimální vzdálenost od stěny/stropu (mm) | Minimální vzdálenost mezi potrubími (mm) |
|---|---|---|
| DN 20 | 20 | 30 |
| DN 35 | 30 | 45 |
| DN 100 | DN | DN + izolace |
| nad DN 100 | 100 | 100 + izolace |
Běžné chyby při izolaci potrubí
Při neizolování a špatně zvolené izolaci potrubí vodovodu dochází k řadě problémů. Neizolování tvarovek a armatur má stejné důsledky jako neizolované potrubí. Volba izolace s tenkou stěnou pro tvarovky a armatury má rovněž negativní důsledky. Špatné koncepční řešení potrubí, např. umístění potrubí studené a teplé vody včetně cirkulace do jednoho žlabu v bezprostřední blízkosti bez dostatečného prostoru pro izolace, má podobné důsledky.
Chyby se projevují v různé míře v závislosti na typu a vlastnostech izolace, na materiálu tvarovek a armatur a tloušťce jejich stěn. Příkladem je použití izolace s tenkou stěnou, která nevydrží a uvolní se, což vede k úniku tepla po celé délce potrubí. Použitím izolace s velkým průměrem vznikne mezera mezi trubkou a vnitřní stěnou izolace, v takovém případě izolace neplní správně svoji funkci. Nedbalou prací při izolování potrubí vznikají špatně zaizolované rozvody, například se izolace nedotáhne do konce nebo se mezera u závěsů mezi jednotlivými trubicemi nezaizoluje.
Při nesprávně zvoleném difuzním odporu proti vlhkosti µ se zhorší některé vlastnosti tepelné izolace, v některých případech i více. Pokud je izolační potrubí vedeno blízko kouřovodu a teplota je nízká, musí se pro tepelnou izolaci potrubí použít materiál, který odolá vyšší teplotě od kouřovodu. Nejen potrubí, ale také izolace musí mít možnost se v drážce volně pohybovat. Je-li drážka ve stěně úzká, může materiál izolace tlačit na omítku stěny, což vede k vydutí stěny a narušení omítky nebo obkladu. Patří k častým chybám při provádění tepelněizolačních prací, pokud pracovníci práci neodvedou dokonale, nebo spoje nepojistí sponkami, které by se mohly v průběhu času povolit. Potrubí je potom v některých místech zaizolované jen částečně.
Další chybou je nedostatečné respektování požadavků na izolaci u vedení většího množství izolovaných potrubí vedle sebe, a to i s ohledem na druh média (studená/teplá voda), směr proudění apod. Nedodržení těchto zásad vede k neefektivnímu fungování celého trubního rozvodu. Obnova potrubí a rozvodů topení a vody by neměla být jen výměnou starého potrubí za nové. Při výměně potrubí nebo při návrhu nových rozvodů bychom měli dbát i na jeho izolaci, abychom snížili tepelné ztráty a tím ušetřili nemalé finanční prostředky za energie. Jako výborná možnost izolace se jeví kombinace termokeramického nátěru ClimateCoating IndustrySpecial a izolační pěny Polyfoam.
Měření tepelných ztrát
Při návrhu izolace potrubí lze použít tabulky TAB. 1, TAB. 2 a GRAF 2. Kritérium součinitele prostupu tepla "Uo", které musí podle vyhlášky č. 193/2007 Sb. a podle doporučení EU tepelná izolace potrubí splnit, vyvolává u projektantů i řadu dalších otázek. Projektanti žádají údaje, podle kterých by se mohli orientovat v tloušťkách izolací splňujících zavedené kritérium "Uo", a proto je alespoň základní přehled uveden v TAB. 1, v TAB. 2 a v GRAFU 2.
Součinitel přestupu tepla α1, závislý na rychlostech proudění vody v praxi, se pohybuje v hodnotách cca od 2000 při rychlosti 0,2 m.s-1 do 7500 při rychlosti 1 m.s-1, přičemž u menších průměrů potrubí jeho hodnota roste. Kritérium "Uo" je vztaženo jen k průměru potrubí, takže tloušťka izolace musí být stejná u všech potrubí stejného průměru, bez ohledu na to, jak teplá voda v trubkách proudí.
Evropská kritéria "Uo" zobrazená v GRAFU 1 o skutečném významu tloušťky navržené izolace nevypovídají. Je z nich vidět snaha unifikovat kritéria do několika skupin pokrývajících výrobní řadu trubek a pro větší světlosti potrubí (s větší tepelnou ztrátou) povolit vyšší hodnoty součinitelů prostupu tepla "Uo", zatímco potrubí menších průměrů izolovat lépe, což je logické (viz TAB. 3). Samotné sjednocení kritérií ve smyslu shodné hodnoty "Uo" vždy pro skupinu potrubí s různou světlostí DN však nijak vhodné není a je spíše zdrojem nejasností mezi projektanty.
Potřebu "větších tlouštěk izolací u menších průměrů potrubí" objasní průběh termohydraulicky vypočtených teplotních parametrů vody "tp" a "tz" v síti, uvedený v TAB. 3 jako školní příklad sítě izolované materiálem s λiz = 0,04, při přesném dodržení kritérií "Uo" (tj. s výpočtovými, nikoliv s výrobními tloušťkami izolace) a při jednotném uvažování α1 = 4000, α2 = 12. Například tepelná ztráta přívodního a vratného potrubí 108/4 činí 952,03 W, což je 0,3 % přenášeného tepelného výkonu.
TAB. 3 představuje síť záměrně zastoupenou všemi průměry potrubí až do DN 100, při rychlosti proudění vody w = 0,5 m.s-1, a ukazuje pokles teploty "tp" v koncovém bodě sítě, který je vlastně nejdůležitějším kritériem návrhu izolovaných potrubí v oboru vytápění, protože rozhoduje o účinnosti regulačních procesů a tím o úsporách tepla. Izolace by vlastně měla být taková, aby tento pokles byl minimální.
tags: #izolace #potrubi #tl #100 #do #zeme