Izolacja przewodów wentylacji i klimatyzacji – ochrona przeciwkondensacyjna

Izolacje techniczne przewodów wentylacyjnych (m.in. rur spiro czy kanałów wentylacyjnych prostokątnych) i klimatyzacyjnych (przewodów prowadzących czynnik chłodniczy) spełniają kilka funkcji. Najważniejsza jest ochrona przed stratami ciepła, ale bardzo istotne są również ochrona przeciwpożarowa, izolacja akustyczna, ochrona przed wpływem środowiska (np. promieniami UV) i uszkodzeniami mechanicznymi czy ochrona przed przenikaniem wilgoci i pary wodnej, określana czasem przeciwkondensacyjną. W tym kontekście izolacja powinna chronić przewody metalowe przed wpływem wilgoci, która może się przyczyniać do ich uszkodzenia.

Z kolei woda gromadząca się w izolacji negatywnie wpływa na jej właściwości – wraz ze wzrostem wilgotności materiału rośnie współczynnik przewodności cieplnej.

Dobór skutecznej izolacji przeciwkondensacyjnej

Zapobieganie kondensacji pary wodnej jest szczególnie ważne dla następujących odcinków instalacji:

• przewody z zimnym medium (np. przewody klimatyzacyjne) w ciepłym pomieszczeniu – izolacja zapewnia wyrównanie temperatury między pomieszczeniem a powierzchnią zewnętrzną przewodu, dzięki czemu temperatura chronionej powierzchni jest wyższa od punktu rosy i nie dochodzi do skraplania pary wodnej,
• przewody z ciepłym medium w pomieszczeniu nieogrzewanym (np. kanał wentylacyjny powietrza wlotowego, przejście instalacji przez pomieszczenia nieogrzewane) – izolacja zapobiega wykraplaniu pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przewodu.

Aby izolacja techniczna mogła skutecznie pełnić funkcję przeciwkondensacyjną, muszą ją wyróżniać następujące cechy:

• mała nasiąkliwość (brak zdolności pochłaniania wody) – związana m.in. z odpowiednią strukturą materiału,
• nieprzepuszczalność wody – zabezpieczenie przed dyfuzją wilgoci w głąb izolacji, czyli wysoki opór dyfuzyjny pary wodnej (μ) lub duża równoważna wysokość warstwy powietrza (S_d, wyrażona w [m]). Cecha ta wiąże się ze strukturą materiału, ale może być też zapewniona przez dodatkową warstwę paroizolacji,
• staranne wykonanie – ciągłość izolacji (niezmienność jej właściwości), szczelne połączenia, brak uszkodzeń i punktowych nieszczelności. W przeciwnym wypadku woda mogłaby się dostawać pod izolację, powodując wykraplanie pary wodnej, zmianę właściwości izolacji oraz korozję przewodów. Dodatkowym problemem może być w tym wypadku rozwój mikroorganizmów.

Prawidłowy dobór rozwiązania ochrony przeciwwilgociowej i przeciwkondensacyjnej powinien uwzględniać m.in. średnicę chronionego przewodu, temperaturę płynącego w przewodzie medium, warunki panujące w otoczeniu instalacji, takie jak temperatura, wilgotność względna oraz prędkość omywania przewodu, a także cechy samego materiału izolacyjnego, w tym jego współczynnik przewodzenia ciepła.

Grubość izolacji dobierana pod kątem ochrony przeciwkondensacyjnej uwzględnia zatem rozkład temperatury w warstwie izolacji (temperatura na powierzchni kanału powinna być taka sama jak temperatura otoczenia) oraz zmienność warunków temperaturowo-wilgotnościowych zarówno w otoczeniu, jak i w samym przewodzie – dlatego warto przyjmować pewien zapas w stosunku do grubości wymaganej pod względem ochrony cieplnej.

Elastyczna izolacja z tworzywa sztucznego – czy skuteczna? »

Materiały izolacyjne a własności przeciwkondensacyjne

Jako materiały izolacyjne do wentylacji i klimatyzacji najczęściej stosuje się wełnę mineralną, kauczuk syntetyczny (FEF) oraz spienione tworzywa sztuczne – piankę poliuretanową (PUR/PIR) lub piankę polietylenową (PEF). Charakteryzują się one niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła (λ <  0,040 W/m∙K), natomiast mają różny względny współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej (μ). Jest on wyraźnie wyższy dla tworzyw sztucznych – wiąże się to z ich strukturą, tzw. zamkniętokomórkową, zapobiegającą dyfuzji wody w głąb warstwy izolacji. W przypadku wełny mineralnej konieczne jest natomiast zabezpieczenie izolacji warstwą paroszczelną – zbrojoną włóknem szklanym folią aluminiową.

O tym, który materiał będzie najbardziej przydatny do danej instalacji, decydują oczywiście nie tylko własności przeciwkondensacyjne, ale też inne cechy użytkowe.

Wełna mineralna jest niepalna i ognioodporna. Wartość oporu dyfuzyjnego dla samej wełny mineralnej jest niska (μ = 0,3), natomiast izolacja w wykonaniu do zastosowań chłodniczych (z warstwą aluminium) zyskuje paroszczelność (jeden z producentów podaje μ = 200). Niska zawartość chlorków zmniejsza ryzyko wystąpienia korozji pod izolacją. Izolacje wykonane z wełny mineralnej powinny spełniać wymagania normy PN-EN 14303:2012 „Wyroby do izolacji cieplnej wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Wyroby z wełny mineralnej (MW) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.

Kauczuk syntetyczny jest elastyczny (ściśle przylega do chronionej powierzchni), dobrze znosi wahania temperatury, a jego współczynnik oporu dyfuzyjnego μ wynosi 5000 i więcej (zależy to od specyfiki wykonania materiału). Izolacje z kauczuku syntetycznego powinny spełniać wymagania normy PN-EN 14304:2009 „Wyroby do izolacji cieplnej wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Wyroby z elastycznej pianki elastomerycznej (FEF) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.

Poliuretan spieniony wyróżnia się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła (λ <  0,25 W/m∙K). Jest jednak wrażliwy na działanie promieni UV i czynniki mechaniczne, pokrywa się go zatem warstwą ochronną. Sama pianka zamkniętokomórkowa ma wartość μ od 35 do 60, natomiast dla izolacji technicznej w odpowiednim wykonaniu μ wynosi 100 i więcej (dane jednego z producentów). Izolacje poliuretanowe powinny spełniać wymagania normy PN-EN 14308:2012 „Wyroby do izolacji cieplnej wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Wyroby ze sztywnej pianki poliuretanowej (PUR) i pianki poliizocyjanurowej (PIR) produkowanej fabrycznie. Specyfikacja”.

Polietylen spieniony (pianka PE chemicznie sieciowana) cechuje się odpornością na działanie wody, wilgoci i warunków atmosferycznych. Współczynnik oporu dyfuzyjnego przekracza 3500. Izolacje wykonane z pianki PE powinny spełniać wymagania normy ­PN-EN 14313:2009 „Wyroby do izolacji cieplnej wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Wyroby z pianki polietylenowej (PEF) produkowane fabrycznie. Specyfikacja”.

Rozwiązaniem przeznaczonym dla specyficznego rodzaju wentylacji, odpornym na wilgoć, ale raczej nierozpatrywanym w kategoriach ochrony przeciwkondensacyjnej, są niepalne płyty silikatowo-cementowe. Wynika to z faktu, że ich głównym zastosowaniem jest zabezpieczenie ogniochronne kanałów stalowych lub wykonanie przewodów samonośnych o wysokiej odporności pożarowej (np. EIS 120, zależnie od grubości ścianki). Przewody te są zwykle stosowane w funkcji oddymiającej wentylacji pożarowej.

Jaka jest rola izolacji w w zapewnieniu standardu akustycznego? »

Sposób wykonania izolacji przeciwkondensacyjnej ma ogromne znaczenie

Izolacje techniczne szczególnie nadające się do zastosowań przeciwkondensacyjnych oferowane są głównie jako otuliny i maty o zróżnicowanej grubości, zarówno mocowane mechanicznie (szczególnie w przypadku wełny mineralnej), jak i samoprzylepne (z warstwą kleju kontaktowego). Montaż musi być przeprowadzony tak, by nie wystąpiły jakiekolwiek nieszczelności czy przerwania izolacji. Takie nieciągłości są miejscami przenikania wilgoci, a więc potencjalnym powodem wystąpienia korozji pod izolacją. Szczególna uwaga instalatora należy się miejscom szwów podłużnych (zamknięcie izolacji) oraz miejscom, gdzie łączą się odcinki izolacji (połączenia poprzeczne). Muszą być one idealnie spasowane, a najlepiej także dodatkowo zabezpieczone.

Otuliny i kształtki przeznaczone do zabezpieczenia konkretnych średnic przewodów dostępne są w formie wyrobu wymagającego przycięcia na wymiar, przyklejenia do rury i wzmocnienia miejsca klejenia (nawet jeśli otuliny są samoprzylepne i mają zakładkę do wykończenia montażu).

Do izolacji przewodów wentylacyjnych o większych przekrojach chętnie stosowane są maty. Cechują się one elastycznością i trwałymi własnościami. Maty wymagają starannego montażu. Wykonawca powinien zwrócić uwagę na szczelność nie tylko połączeń klejonych, ale także przejść szpilek przez warstwę folii. To jeden z powodów, dla których producenci oferują i polecają maty samoprzylepne (z warstwą kleju). Rozwiązanie takie nie tylko skraca montaż, ale i ogranicza liczbę potencjalnych nieszczelności. W tym wypadku ważne jest staranne układanie i dokładne przyklejenie maty, by równomiernie przylegała do powierzchni izolowanego kanału, nie tworząc żadnych nieciągłości i pustek powietrznych między powierzchnią maty a kanałem.

Podobnie połączenia podłużne i poprzeczne maty samoprzylepnej muszą być odpowiednio sklejone, przy zachowaniu minimalnej wskazanej przez producenta szerokości łącznikowej taśmy samoprzylepnej.

Ochrona przeciwkondensacyjna = ekonomia

Odpowiednio wykonana – z uwzględnieniem ochrony przeciw­kondensacyjnej – izolacja przyczynia się do prawidłowej i optymalnej pod względem zużycia energii pracy instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Natomiast zły dobór ochrony przeciwwilgociowej, a szczególnie błędy montażowe, mogą spowodować opłakane skutki ekonomiczno-techniczne – gromadząca się pod warstwą źle zabezpieczonej izolacji woda powoduje uszkodzenia rur i pogorszenie własności izolacyjnych. Korozja pod warstwą izolacji technicznej stanowi nawet ok. połowę kosztów prac konserwacyjnych związanych z rurociągami, a pogorszenie własności izolacyjnych owocuje zwiększonymi stratami ciepła lub chłodu, czyli większym zużyciem energii.

Artykuł pochodzi z miesięcznika „Rynek Instalacyjny” 3/2020

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!