Zajištění správné teploty uvnitř budov výrazně ovlivňuje komfort našeho života. Tepelná izolace nám však umožňuje nejen udržet teplo v našich domovech během podzimního a zimního období, ale přispívá také ke snížení hluku, ochraně životního prostředí a úsporám na topných systémech. Kvalitní tepelná izolace je důležitá nejen v obytných budovách, ale také v továrnách, pracovištích, kancelářských budovách a skladech. Udržování vhodné teploty umožňuje zachovat vlastnosti jednotlivých produktů (zejména v potravinářském, lékařském a kosmetickém průmyslu) a požadovanou efektivitu práce. Tepelněizolační materiály navíc nejčastěji pomáhají udržovat zvukovou izolaci, která také ovlivňuje náš každodenní komfort.
Co je tepelná izolace a jak se měří?
Tepelná izolace je termín používaný ve stavebnictví pro odhad schopnosti jednotlivých materiálů udržet teplo uvnitř budov. Nejčastěji používanými opatřeními jsou v tomto případě součinitel prostupu tepla a tepelné vodivosti. Jejich hodnoty by měly být co nejnižší (pro nejlepší tepelnou izolaci). Důležitá je také úroveň tepelného odporu, ale v takovém případě existuje inverzní vztah: čím vyšší odpor, tím lépe. Abyste předešli chybám, můžete použít kalkulačky tepelné izolace dostupné na internetu. Schopnost zastavit tepelné ztráty lze odhadnout u většiny stavebních a konstrukčních prvků, kam patří střechy, stěny, podlahy, okna a dveře, jejichž těsnost má významný vliv na tepelnou izolaci místnosti. Tepelně izolační materiály ve stavebnictví mají proto zásadní význam v každé fázi prací.
Než se seznámíte s vlastnostmi oblíbených výrobků používaných k tepelné izolaci základů, střech a podlah, všimněte si, že se počítají i suroviny používané při stavbě, jako je dřevo a beton. Tepelnou izolaci lze instalovat jak při výstavbě, tak při následné rekonstrukci. Čím dříve však o izolačních materiálech uvažujeme, tím lépe. Tímto způsobem učiníme náš dům energeticky účinným a snížíme naše účty.
Typy tepelněizolačních materiálů
Výběr správné tepelné izolace je velmi důležitý. Existuje celá řada tepelněizolačních materiálů, každý s vlastními specifickými vlastnostmi a aplikacemi.
Polystyrenová pěna
Polystyrenová pěna je vyrobena z polystyrenu a vyznačuje se relativně nízkým součinitelem tepelné vodivosti. Jako izolační materiál se používá ve formě desek nebo granulí.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
Polyuretanová (PUR) pěna
Jedná se o materiál, který stojí za větší pozornost. Inovativní technologie nám umožňují použití ve formě tradičních nebo stříkaných PUR pěn. Vyznačuje se velmi nízkým součinitelem tepelné vodivosti a je odolný vůči vlhkosti. Polyuretan je také lehký, což umožňuje jeho snadné zpracování. Zároveň je odolný a účinný. PUR pěny jsou univerzální produkty používané k izolaci různých povrchů. V nabídce skupiny PCC Group jsou ty nejlepší tepelně izolační PUR pěny - určitě se podívejte na značky Crossin a Ekoprodur. Většina zákazníků v současnosti používá PUR pěny, které neabsorbují vlhkost, jsou stabilní, všestranné a odolné proti poškození.
PIR desky
Nelze nezmínit ani kvalitní stavební materiály, mezi které patří tepelně izolační desky PIR. Umožňují např. tepelnou izolaci základů, podlah, střech a stěn. Desky PIR dostupné v sortimentu PCC Group lze použít v obytných a průmyslových objektech.
Samolepicí tepelná izolace a rohože
Oblíbená je také samolepicí tepelná izolace. Tepelně izolační rohože lze použít např. v podkroví, kde zabrání nejen tepelným ztrátám, ale i nadměrnému vytápění místnosti.
Pěněný polyetylen (PE)
Surovinou pro výrobu je ropa. Základem tohoto izolačního materiálu je polyetylenová pěna. Používá se jako izolační materiál ve formě trubic, pásů nebo s hliníkovou folií. Snadno se zpracovává, lepí a je recyklovatelný. Slouží jako ochrana proti působení agresivního prostředí. Tepelné izolace potrubí v rodinných domech a v dalších budovách se provádí z pěněného PE. Materiál má nejmenší odolnost proti teplotě.
Minerální vlna (skelná, kamenná)
Minerální vlna je souhrnné označení pro skelnou a kamennou vlnu. Minerální vlna je tvořena z minerálních vláken spojených pojivem. V některých literaturách je označována také jako minerální nebo čedičová vlna. Kamenná vlna se vyrábí především z vyvřelých hornin - z čediče a dolomitu. Může být opatřena hliníkovou fólií vyztuženou skleněnou mřížkou. Používá se pro izolaci potrubí s vysokých teplotách protékajících látek. Má dobré tepelné i akustické vlastnosti, čímž se zabrání vzniku koroze. Skládá se ze skelných vláken. Základními surovinami pro výrobu skelné vlny jsou sklo, pak soda, dolomit, borax, živec a vápenec. Tepelná izolace z minerální vlny má dlouhou životnost. Ve vlhkém prostředí musí být opatřeny ochrannou hliníkovou fólií. Při práci s ní je nutné dodržovat bezpečnostní opatření, neboť obsahuje částice škodlivé zdraví.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Syntetický kaučuk EPDM (elastomer)
Syntetický kaučuk EPDM (elastomer) má podobné složení i vlastnosti jako polyetylen. Vyznačuje se vysokým odporem proti difuzi vodní páry, nízkou tepelnou vodivostí a vysokou ohebností. Odolává agresivnímu prostředí. Vhodný je pro izolace v klimatizaci a v chladírenství. Vhodný je také pro venkovní rozvody (např. připojení solárních panelů atd.). V budovách se používá méně často než jiné tepelněizolační materiály.
Korkové desky
Korkové desky jsou další možností tepelné izolace. Mohou být expandované (černé) nebo aglomerované (bílé).
Důvody a výhody izolace
Důvodů k izolaci potrubí s otopnou nebo teplou vodou je více. Nejdůležitějším důvodem je hospodárnost provozu. Snížením tepelné ztráty v rozvodech tepla dochází ke snížení provozních nákladů. Izolací lze zabránit až 80 % tepelných ztrát.
- Snížení tepelných ztrát: V místnostech, kde má být chladno, nebo není třeba, případně vhodné, v nich vzduch ohřívat, patří např. kotelna, sklepy s potravinami atd. Pokud je tam neizolované potrubí otopné soustavy, ale i vratné potrubí otopné soustavy, sníží se teplota proudící vody a zvýší teplota okolního vzduchu v místnosti. Teplota otopné vody se tak sníží dříve, než se dostane do otopných těles. Následně otopná tělesa nedodají požadovaný tepelný výkon, nebo nedodají teplo v požadované míře. Pokud se izolace neprovede, dochází k nadměrným tepelným ztrátám.
- Úspora energie: Je třeba zajistit hospodárnou tepelnou izolaci. Úspora přibližně 130 W po dobu celé topné sezóny má význam.
- Zajištění optimální teploty teplé vody: Důvody k izolaci potrubí pro potrubí určené k dodávce teplé vody (TV) pro užitkové účely je zajištění požadované teploty vody u odběratele. Zvláště u dálkové dodávky TV bývá teplota vody v rozmezí 50 až 55 °C. U bytové zástavby, kde se TV ohřívá zásobníkovým ohřívačem vody, si majitel (uživatel) bytu může teplotu vody zvolit (nastavit) sám. Teplota TV, pokud se jedná o ohřev s vytápěním, bývá téměř vždy konstantní.
- Ochrana před zamrznutím: Izolace potrubí je důležitá i pro zajištění bezpečnosti provozu pro vytápěcí zařízení - ochrana před mrazem.
- Ochrana budovy: Zateplení a zpevnění základů má významný vliv na úroveň tepelné izolace celého objektu. Taková opatření navíc chrání stěny před praskáním, ztrátou vzduchotěsnosti a plísní.
- Hospodárnost: Izolace je ekonomická investice, zejména z hlediska doby používání a životnosti.
Legislativní požadavky na tepelnou izolaci
Tepelné izolace potrubí se doporučuje provádět v souladu s příslušnými právními předpisy. Jde o právní předpisy uvedené na konci tohoto článku v Seznamu použité a doporučené literatury. Velikost součinitele prostupu tepla U0 je dána vyhláškou č. 193/2007 Sb. [1]. Tepelná ztráta U0 se mění v závislosti na velikosti průměru potrubí. V případě, že se nedosáhne hodnoty součinitele prostupu tepla U0, dochází k nehospodárné izolaci potrubí.
Dle Vyhlášky č. 151/2001 Sb. nám je uloženo izolovat potrubí buď podle článku č.9 §6 přímo danou tloušťkou izolace, nebo podle článku 11 výpočtem s kriteriem maximální ztráty tepla vztažené na jednotku délky potrubí, konkrétně 0,35 W/m.K. U malých průměrů potrubí je dosažení tohoto kriteria snadné, zatímco u větších potrubí je to velice nákladné, vzhledem k velké ploše povrchu izolace. Je důležité, aby návrh izolací byl otázkou ekonomickou a proveden tak, aby vynaložené prostředky zajistily maximální omezení ztrát tepla celého systému. Současné kritérium dle vyhlášky č.151 k takovému návrhu rozhodně nesměřuje. Jsme v situaci, kdy vyhláška je závazná a kritérium návrhu pro malé dimenze potrubí nevhodné.
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
Stanovení tloušťky izolace
Na tloušťku tepelné izolace má vliv řada parametrů: vlastnosti tepelné izolace (vlastnosti materiálu) a zejména průměr a tloušťka izolačních trubic. Čím má izolace větší tloušťku, tím méně tepla přes ni projde do okolí. Je tedy třeba najít správnou tloušťku izolace, která se nazývá hospodárná nebo také ekonomická. Ekonomická tloušťka izolace je taková, kdy jsou celkové náklady na izolaci z dlouhodobého hlediska nejmenší. To znamená, že je třeba najít optimum mezi přínosy a ztrátami spojenými s pořízením a provozováním tepelné izolace.
Pro návrh hospodárné tloušťky tepelné izolace potrubí byly vypracovány různé počítačové programy. Tyto programy umožňují návrh vhodné tloušťky izolace na základě zadaných údajů. Umožňují zadat i další údaje, např. nadmořskou výšku apod. Takové programy mají na svých webových stránkách řada firem, např. Isover a další. K výpočtům lze využít volný software pro návrh izolací na portálu TZB-info, kde si může každý vypočtené hodnoty snadno ověřit.
Instalace tepelné izolace
Tepelná izolace je účinná pouze tehdy, je-li správně instalována. Proto je nepřípustné aplikovat tepelnou izolaci na znečištěné nebo vlhké povrchy. Pokud použijeme vrstvenou izolaci, platí podobné zásady: sterilní podmínky a kvalitní materiály zajistí nejlepší tepelnou izolaci. Práce při izolaci se provádí při teplotě okolí od +5 °C do +30 °C, optimálně pak okolo +15 °C. Postup prací tepelných izolací je poměrně jednoduchý, izolace se však musí provádět svědomitě.
Nářadí pro montáž izolace
Pro správnou montáž je třeba používat správný tepelněizolační materiál a nářadí, který dodá většina firem vyrábějících tepelně izolační výrobky. Patří sem posuvné měřítko, skládací metr, podložka na řezání, dřevěný hranolek a většinou také montážní návod. Důležité je mít nůž na řezání izolace, ideálně se zasouvací čepelí. Pro výrobu kolen a oblouků se používá pokosník. Pro řezání otvorů v izolačních trubicích se používají výkružníky.
Postup izolace potrubí z pěněného PE
- Příprava povrchu: Izolované potrubí se očistí od prachu a mastnoty.
- Změření a řezání trubice: Izolační trubice se rozřeže na potřebnou délku (přesně kolmo), s přídavkem 1 až 2 % na délce pro eliminaci smrštění.
- Podélné rozříznutí a nasunutí: 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.
- Lepení: Poté se rozříznutá trubice slepí předepsaným lepidlem. Lepidlo se musí před použitím řádně promíchat. Nanese se na obě strany tepelněizolační trubice. Strany se pak k sobě krátce a pevně přitlačí. Doba schnutí lepidla se pohybuje podle teploty a vlhkosti vzduchu od 3 do 15 minut, optimálně při teplotě okolí +15 °C až +25 °C. Úplné vytvrzení lepidla bývá poměrně dlouhé, obvykle až za 30 až 40 hodin.
- Zabezpečení páskou: Tepelněizolační trubice se po délce v místě řezu přelepí páskou. Někteří výrobci doporučují vzdálenosti asi 15 cm od sebe. Spoj se navíc zajistí sponkami po obvodě tepelněizolační trubice. Doporučená vzdálenost pásek je 50 cm od sebe.
Izolace tvarových kusů
Izolace tvarových kusů (kolena, oblouky, T kusy) a izolace armatur zapojených do potrubí má podobné zásady jako při montáži tepelné izolace trubek z pěněného polyetylenu. Je třeba používat montážní přípravky k tomu určené a pracovat velmi pečlivě. Oblouky či kolena se sestavují ze 4 segmentů, což je snazší a rychlejší než klasická výroba. 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 druhá trubici protikus, který se pak k první trubici přilepí. Při výrobě tvarových kusů je třeba používat veškeré výrobcem doporučené nářadí a pomůcky. Všechny nástroje musí být ostré. Po dlouhodobém používání a zatupení řezné části se musí nářadí naostřit. Nářadí se po ukončení práce očistí a uloží do montážní brašny nebo boxu k tomu určenému.
Izolace armatur
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, aby se armatura mohla volně otevírat a zavírat ovládacím kolečkem či pákou. Poté se nasadí zkrácená 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. Na obr. 15 a, b je podle vzhledu zřejmý způsob připojení ventilu. Konečná izolace se provádí trubicí, která překrývá izolační pásku. V některých případech se provádí izolace armatury jen tepelněizolační páskou. Návod ke správné izolaci opět uvádějí výrobci, tímto tématem se dále zabývat tento článek nebude. Je třeba doporučit dodržování všech pokynů výrobců a hlavně pravidel bezpečnosti práce.
Izolace potrubí polyuretanovou pěnou
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 z již výroby tepelně zaizolované. Na spojích a na dalších místech se provede spojení potrubí a místo spoje se dodatečně zaizoluje. Kolem spoje se umístí forma, do které se vstříkne izolační PUR pěna. Po zatvrdnutí je potrubí tepelně zaizolované. Při vstřikování pěny může dojít k tomu, že se pěna může proniknout i na povrch krycího potrubí. Tento přebytečný materiál se odstraní.
Dodržování vzdáleností a rozdělení potrubí
Při montáži je třeba dodržovat doporučené vzdálenosti izolovaných trubek od stěn, stropů a dalších stavebních konstrukcí. Rovněž je třeba dodržovat doporučené vzdálenosti izolovaných trubek od sebe. V tab. 8 jsou tzv. osové (od osy jednoho potrubí k ose druhého potrubí). Na obr. 18 je uvedeno rozdělení trubek podle média, které v potrubí proudí (studená voda, teplá voda, směr proudění apod.).
Časté chyby při provádění tepelné izolace
Při realizaci se často dopouštíme chyb od návrhu až po pečlivé zpracování, včetně popisu izolovaného potrubí. Abychom předešli možným problémům, je třeba dodržovat doporučení výrobců výrobků.
- Nevhodná izolace: Na obr. 19 je izolace potrubí, kde izolační trubice nevydržely a uvolnily se. K úniku tepla dochází po celé délce potrubí.
- Vzduchová mezera: Použitím izolace s velkým průměrem vznikne mezera mezi trubkou a vnitřní stěnou izolace. V tomto případě izolace neplní správně svoji funkci.
- Nedbalá práce: Nedbalou prací při izolování potrubí vznikají špatně zaizolované rozvody. Izolace na obr. 21 ukazuje, že není po celé délce potrubí. Důvodů k tomu může být řada: izolace se nedotáhne do konce; mezera u závěsů se mezi jednotlivými trubicemi nezaizoluje apod.
- Pronikání vlhkosti: Při proniknutí vlhkosti do tepelné izolace se zhorší některé vlastnosti tepelné izolace, v některých případech i více.
- Poškození izolace: Izolace se může poškodit z venkovní (horní) strany, například mechanicky.
- Nevhodný materiál: Pokud je provozní teplota nízká, musí se pro tepelnou izolaci potrubí použít materiál, který odolá vyšší teplotě od kouřovodu.
- Omezený pohyb izolace: Nejen potrubí, ale také izolace musí mít možnost se v drážce volně pohybovat. Pokud je drážka ve stěně úzká, může materiál izolace tlačit na omítku stěny, což vede k vydutí stěny a narušení omítky, obkladu. Patří k častým chybám při provádění tepelněizolačních prací.
- Nedostatečné zajištění: Pokud se tepelněizolační trubice neslepí nebo nepojistí sponkami, mohou se v průběhu času povolit. Potrubí je potom v některých místech zaizolované jen částečně.
Seznam použité a doporučené literatury
- [1] Vyhláška č. 193/2007 Sb. ze dne 20. července 2007, kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu.
- [2] ČSN EN 12828+A1 Tepelné soustavy v budovách - Navrhování teplovodních otopných soustav.
- [3] ČSN EN 14706 Stanovení nejvyšší provozní teploty.
- [4] ČSN EN 14707 Stanovení nejvyšší provozní teploty předem tvarované izolace potrubí.
- [5] ČSN EN 13501-1+A1 Požární klasifikace výrobků a konstrukcí staveb.
- [6] ČSN EN 13162 - Průmyslově vyráběné výrobky z minerální vlny (MW) - specifikace.
- [7] ČSN EN 13472 Stanovení krátkodobé nasákavosti předem tvarované izolace potrubí při částečném ponoření.
- [8] ČSN EN 1609 Stanovení nasákavosti při částečném ponoření.
- [9] ČSN EN ISO 8497 Stanovení tepelného odporu.
- [10] Zákon č. 318/2012 Sb. o hospodaření energií.
tags: #tepelna #izolace #topeni #sila #informace