Teplo je poměrně drahá záležitost a je zcela na místě teplo využívat tam, kde je ho potřeba. Při dopravě teplé vody, ať už v rámci dálkové tepelné soustavy či domovního otopného systému, zcela přirozeně dochází k tepelným ztrátám. Cílem by tedy měla být co nejefektivnější doprava tepla do místa spotřeby s maximální snahou o zamezení tepelných ztrát. Obalení rozvodů vody tepelnou izolací patří k základním předpokladům dosažení provozních finančních úspor v domě, ale také splnění očekávaného komfortu bydlících. Platí jednoduché pravidlo: jakmile vodu jednou ohřejeme, měla by zůstat ohřátá, a to platí opět jak pro vodu užitkovou, tak topnou. Pokud ji necháme v trubkách chladnout, dosáhneme jediného - významných tepelných ztrát.
Kvalitně izolované vodovodní potrubí přitom dokáže řádově snížit náklady ohřevu vody i tepelné ztráty. Správně zvolený materiál a tloušťka tepelné izolace potrubí vodovodních rozvodů dokáže snížit tepelné ztráty až o 70 %. V současnosti je u novostaveb, ale i rekonstrukcí v podstatě povinná nejen izolace teplovodních vodovodních potrubí, ale i těch, kde proudí studená voda.
Legislativní požadavky a normy pro izolaci potrubí
Vodovodním potrubím v obytných budovách se věnuje více norem, zákonů a vyhlášek. Je to pochopitelné, protože pitná voda v domovním nebo bytovém vodovodním systému by měla mít stejnou kvalitu jako v okamžiku jejího dodání po vodoměr vodárenskou společností. V příslušné legislativě se proto věnuje zvýšená pozornost nejen vlastnostem materiálů vodovodních potrubí a jejich spojovacích komponent, ale i jejich izolacím.
- Vyhláška č. 151/2001 Sb. (dnes zrušena a nahrazena vyhláškou č. 193/2007 Sb., která navazuje na zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií): Tato vyhláška nám ukládá izolovat potrubí buď podle článku č. 9 § 6 přímo danou tloušťkou izolace, nebo podle článku 11 výpočtem s kritériem maximální ztráty tepla vztažené na jednotku délky potrubí, konkrétně 0,35 W/m.K. Domnívám se, že návrh izolací je otázkou ekonomickou a musí být proveden tak, aby vynaložené prostředky zajistily maximální omezení ztrát tepla celého systému. V současnosti používané kritérium dle vyhlášky č. 151 (resp. jejího nástupce) k takovému návrhu rozhodně nesměřuje.
- ČSN 75 5409 Vnitřní vodovody: Tato národní 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.
- Vyhláška č. 193/2007 Sb. (nástupce vyhlášky č. 151/2001 Sb.): Tato vyhláška předepisuje izolovat všechna potrubí teplé vody.
- 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.
- Minimální 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.
- 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 odstavci 9.
- Při nižších hodnotách λ, než je uvedeno v odstavci 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.
- TNI CEN/TR 16355: Tato technická normalizační informace poskytuje doporučení pro prevenci proti zvyšování koncentrace bakterií Legionella ve vnitřních vodovodech pro rozvod vody určené k lidské spotřebě.
- ČSN EN 806-4: Norma pro montáž potrubí vnitřního vodovodu, která stanovuje, že 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.
Význam a funkce tepelné izolace
Tepelná izolace potrubí je součástí každého topného systému. Tepelná izolace snižuje tepelné ztráty až o 80 %. Tepelná izolace zabraňuje rosení potrubí studené vody a je jedním ze způsobů, který je doporučován pro udržení kvality a zdravotní nezávadnosti vody ve vodovodech, jak studené, tak i teplé vody. Požadavky na účinnost izolace potrubí se dnes stále zvyšují. Důraz je kladen na maximální ohled k životnímu prostředí a nalezení optimální ekonomické rentability.
Prevence proti Legionelle
TNI CEN/TR 16355 zdůrazňuje prevenci proti zvyšování koncentrace bakterií Legionella. Správná izolace teplé vody pomáhá udržet dostatečnou teplotu v potrubí, čímž se minimalizuje riziko množení těchto bakterií.
Čtěte také: Průvodce kročejovou izolací
Prevence proti zamrznutí
Pokud je nebezpečí, že teplota vody ve vodovodních potrubích klesne pod 0 °C, je nutné zajistit prevenci proti zamrznutí. Krátkodobě může zamrznutí zabránit izolace potrubí. Samotná izolace však zamrznutí nezabrání, jen jej oddálí.
Materiály a typy izolací
Izolace jsou dodávány na jakýkoli rozměr potrubí a v různých tloušťkách. Pro potrubí v rodinných domech a v dalších budovách se izolace provádí z pěněného PE.
- Lehčený pěnový polyetylen (PE): Představuje základ. Je charakteristický svou jemnou strukturou, významně snižuje tepelné ztráty. Zabraňuje kondenzaci vody na rozvodech a tlumí zvuky (prodáván je i s paropropustnou fólií).
- Kruhově extrudovaný polyetylen: Je schopen odolávat většímu rozsahu teplot (od -45 °C do 105 °C).
- Syntetický kaučuk: S uzavřenou buněčnou strukturou omezuje ztráty tepla u teplovodních potrubí vnitřních i venkovních. Jeho vlastnosti ho předurčují také k použití u solárních rozvodů, zejména pro ustálení ochrany proti slunečnímu záření.
- Polyuretanová pěna: Používá se hlavně pro izolace větších průměrů potrubí. V tomto případě se použije předizolované potrubí, které je již z výroby tepelně zaizolované, a na dalších místech se provede spojení potrubí a místo spoje se dodatečně zaizoluje.
Stanovení tloušťky izolace
Tloušťky izolací se navrhují většinou v závislosti na dosažení největších ekonomických úspor nebo s ohledem na ochranu osob vyskytujících se v blízkosti izolovaného zařízení. Čím větší tloušťka izolace, tím vyšší pořizovací náklady, které však nemusí mít vždy požadovanou návratnost. V praxi to znamená, že zbytečné předimenzování není žádoucí.
Výpočty tepelných ztrát
Tepelná ztráta potrubí kruhového průřezu je způsobena vedením tepla jednotlivými vrstvami potrubí a přestupem tepla do okolního prostředí. Tento součinitel závisí také na teplotě daného materiálu, a to tak, že lambda materiálu trubky je ve výpočtu uvažována jako konstanta, lambda materiálu tepelné izolace je vypočtena z rovnice teplotní závislosti daného materiálu a součinitele při teplotě 0 °C. Uvažovaná teplota, pro kterou je lambda vypočtena, je teplota uprostřed izolační vrstvy. Tato teplota je aritmetickým průměrem teploty média a teploty na povrchu izolace. Z důvodu zjednodušení stačí, když výpočet probíhá pouze 2x. Při první iteraci je vypočtena povrchová teplota, z lambdy při teplotě 0 °C a při druhém průběhu již výpočet uvažuje lambdu při teplotě uprostřed izolační vrstvy.
Pokud není výrobcem tepelné izolace stanovena jiná teplotní závislost, uvažujeme teplotní závislost součinitele tepelné vodivosti jako λ(t) = λ0 (1 + 0.0025 . t). Zadáte-li vlastní součinitel tepelné vodivosti materiálu izolace, potom již nedochází k jeho přepočítání podle střední teploty a výpočet proběhne pouze jednou. Součinitel přestupu tepla αi mezi médiem a vnitřním povrchem trubky se může při běžných výpočtech zanedbat, protože tepelný odpor při tomto přestupu tepla je relativně malý. Hodnota součinitele přestupu tepla αe mezi povrchem potrubí a okolního vzduchu se mění v závislosti na hustotě, tepelné vodivosti, měrné tepelné kapacitě okolního vzduchu, na typu proudění apod. Vzhledem k tomu, že se jedná o komplikovaný výpočet, můžeme pro přibližné výpočty tepelné ztráty potrubí uvažovat hodnotu cca 10 W / m2 K.
Čtěte také: IPA asfaltová izolace: Co potřebujete vědět
Minimální tloušťku tepelné izolace je možné určit dvěma způsoby: jednodušším způsobem dle tabulky nebo optimalizačním výpočtem. Při nižších hodnotách součinitele tepelné vodivosti λ (u rozvodů menší nebo roven 0,045 W / m K při teplotě 0 °C), lze tloušťku izolace stanovit optimalizačním výpočtem. Program pro výpočet tepelných ztrát a určení optimální tloušťky izolace najdete na stránkách některých dodavatelů izolací.
Z předchozího srovnání vyplývá, že pouhým přesunutím investičních prostředků vložených do izolace jsme ušetřili na jediném metru nákladně izolovaného potrubí 37-7,4 = 29,6W. Jsme v situaci, kdy vyhláška je závazná a kritérium návrhu pro malé dimenze potrubí nevhodné. Naproti tomu u větších potrubí je dosažení 0,35 W/m.K velice nákladné, vzhledem k velké ploše válce (povrchu izolace). Pro potrubí do průměru 28 mm se obvykle používají PE návleky.
Montáž izolace potrubí
Určitě je důležitější než samotná tloušťka izolace její provedení. Například je chybou nechat neizolovaná kolena, izolace přesně nedoléhá na trubku, není upevněna, naprosto nevhodně jsou izolované fitinky, ventily a jiné části. Provedení izolace i její vhodný výběr raději nechte na profesionálech. Ti odborně udělají tepelnou izolaci na topení i vodovodního potrubí, dále tepelné a protipožární izolace vzduchotechniky či klimatizace. V případě nutnosti dodají izolace s povrchovou úpravou (polepení hliníkem nebo oplechování).
Postup prací tepelných izolací je poměrně jednoduchý, izolace se však musí provádět svědomitě. Izolování potrubí zahrnuje od návrhu až po pečlivé zpracování, včetně popisu izolovaného potrubí, tvarových kusů (kolena, oblouky, T kusy) a izolace armatur zapojených do potrubí. Je třeba používat správný tepelněizolační materiál a nářadí, které dodá většina firem vyrábějících tepelně izolační výrobky.
Nářadí pro montáž izolace
Mezi základní nářadí patří: posuvné měřítko, skládací metr, podložka na řezání, dřevěný hranolek a většinou také montážní návod.
Čtěte také: Radon a asfaltová izolace
- Pokosník: Umožňuje řezání tepelněizolačních trubic z pěněného PE pod přesným úhlem. Používá se při výrobě kolen, oblouků a T kusů. S pěti výřezy se používá při výrobě kolen a oblouků. V tomto případě se vyřezávají z izolační trubice pro následný ohyb do tvaru kolena.
- Nůž: Má délku čepele nejméně 20 cm. Používá se pro řezání všech průměrů a tlouštěk izolačních trubic. Je nutné používat ostrý nůž, aby nevznikly „zuby“ a spoj by se mohl špatně slepit. Po ukončení práce se nůž zasouvá do pouzdra.
- Šablony: Používají se pro označení míst výřezů v různých vzdálenostech v závislosti na průměru tepelněizolační trubice.
- Výkružníky: Mají průměr odpovídající dimenzi izolovaného potrubí. Používají se k řezání otvorů v izolačních trubicích. Do výkružníků se netluče kladivem, ale točí se s nimi rukou na izolační trubici, což postačuje.
Postup izolace trubek z pěněného polyetylenu
Pro lepení izolace se doporučuje pracovní teplota vyšší než +10 °C, ideálně v rozmezí +15 °C až +25 °C. To zaručí dobré vlastnosti spoje. Používají se kaučuková lepidla na bázi polychloroprenu.
- Nejprve se otře povrch tepelné izolace, aby byla plocha zbavena nečistot a mastnoty pro pozdější přelepení páskou.
- Izolační trubice se rozřeže na potřebnou délku (přesně kolmo). V případě vnitřních rozvodů je vhodné k vypočtené délce přidat 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.
- Izolační trubice se rozevře a nasune na izolované potrubí. Poté se rozříznutá trubice slepí předepsaným lepidlem.
- Lepidlo se z plechovky musí před použitím řádně promíchat. Nanáší se 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.
- Tepelněizolační trubice se po délce v místě řezu přelepí páskou. Někteří výrobci doporučují vzdálenosti asi 15 cm od sebe. Konce tepelněizolační trubice se přelepí páskou po celém obvodě tepelněizolační trubice. Doporučená vzdálenost pásek je 50 cm.
- V místě spoje dvou izolačních trubic se opět použije páska. Pro správnou funkčnost izolace je nutné, aby pásky byly v těsné blízkosti, aby nevznikl nezaizolovaný prostor.
Montáž izolace tvarových kusů a armatur
Při výrobě tvarových kusů je třeba používat montážní přípravky k tomu určené a pracovat velmi pečlivě. Tvarové kusy jako kolena a T kusy se vyrábějí pomocí pokosníku a výkružníků. V jedné izolační trubici se vyřeže otvor pomocí výkružníku, do tohoto otvoru se vloží z jiné izolační trubice protikus, který se pak k první trubici přilepí.
Izolace armatur patří nedílně k izolaci potrubí a nelze ji vynechat. Práce při izolaci armatur probíhají ve dvou etapách:
- Nejprve se samolepicí páskou omotá tělo armatury. Musí se zanechat volný prostor, aby se armatura mohla volně otevírat a zavírat ovládacím kolečkem či pákou.
- V druhé etapě se použije izolační trubka s vyřezaným otvorem pro ovládací kolečko či páku na armaturu 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, pokud to navrhne projektant. Při obalování páskou nesmí zůstat na armatuře nezaizolované místo. Izolace se musí provést tak, aby izolace neomezila možnost úplného otevírání nebo uzavírání armatury.
Doporučené vzdálenosti izolovaných potrubí
Je třeba dodržovat doporučené vzdálenosti izolovaných trubek od sebe a od stavebních konstrukcí, aby nebyla narušena jejich správná funkce.
| Průměr potrubí | Minimální vzdálenost od stěny | Minimální vzdálenost mezi potrubími |
|---|---|---|
| DN 15 | 50 mm | 40 mm |
| DN 20 | 60 mm | 50 mm |
| DN 25 | 70 mm | 60 mm |
| DN 32 | 80 mm | 70 mm |
| DN 40 | 90 mm | 80 mm |
Časté chyby při izolaci potrubí
K častým chybám při provádění tepelněizolačních prací patří:
- Špatná volba materiálu: Používání plstěných pásů, které jsou napadány škůdci, nebo izolací bez uzavřené buněčné struktury ve vlhkém prostředí nebo na studenou vodu.
- Nekvalitní provedení: Neizolovaná kolena, izolace přesně nedoléhá na trubku, není upevněna, nevhodně izolované fitinky a ventily. Mezera u závěsů se mezi jednotlivými trubicemi nezaizoluje.
- Nedostatečná tloušťka izolace: V důsledku toho dochází k tepelným ztrátám a rosení potrubí.
- Mechanické poškození: Izolace není dostatečně chráněna před vnějším poškozením nebo hlodavci.
- Špatné skladování: Izolace je poškozena z venkovní (horní) strany vlivem slunečního záření nebo vlhkosti.
- Špatné koncepční řešení: Umístění potrubí studené a teplé vody včetně cirkulace do jednoho žlabu v bezprostřední blízkosti bez dostatečného prostoru pro izolace.
- Nedodržení dilatačních spár: Izolace potrubí se musí v drážce volně pohybovat. Pokud je drážka ve zdi úzká, může materiál izolace tlačit na omítku stěny, což vede k vydutí stěny a narušení omítky nebo obkladu.
Tyto chyby se projevují v různé míře v závislosti na typu a vlastnostech izolace, na materiálu tvarovek a armatur a tloušťce jejich stěn.
tags: #izolace #teplovodnich #trubek #v #betonu #informace