Izolacje techniczne – wymagania prawne

W przeszłości głównym źródłem wiedzy o szczegółowych wymogach stosowania izolacji cieplnej instalacji były polskie normy przywoływane w odpowiednich rozporządzeniach.

Wraz z nowelizacją aktów prawnych zawierających wytyczne dotyczące obiektów budowlanych i ich infrastruktury podyktowaną koniecznością dostosowania prawodawstwa polskiego do wymogów dyrektyw Parlamentu Europejskiego oraz postępu technicznego nastąpiła istotna zmiana wymagań dotyczących stosowania i grubości izolacji technicznych.

Mimo że nowe wymagania obowiązują od początku 2009 r., wciąż spotkać się można z wątpliwościami dotyczącymi kwestii projektowania izolacji technicznych, czego przykładem są dyskusje toczące się podczas spotkań branżowych i na popularnych forach internetowych.

W przepisach i polskich normach najwięcej uwagi poświęcono izolacji cieplnej instalacji grzewczych, co jest uzasadnione ze względu na ich powszechne wykorzystywanie we wszystkich typach obiektów budowlanych, oraz wielkości strat ciepła związanych z dużymi różnicami temperatury pomiędzy czynnikiem grzejnym a otoczeniem.

Podstawowym aktem prawnym zawierającym wytyczne dotyczące stosowania izolacji cieplnej jest rozporządzenie ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. Nowe zapisy wprowadzone do rozporządzenia zmianą z 6 listopada 2008 r. [2], a obowiązujące od 1 stycznia 2009 r., spowodowały pewne trudności w interpretacji.

Minimalna grubość izolacji według rozporządzenia MI [1, 2] oraz PN-B-02421:2000 [3]

W załączniku nr 2 do aktu prawnego zamieszczono informacje na temat wymaganych minimalnych grubości izolacji cieplnej przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej, instalacji chłodu i ogrzewania powietrznego (tab. 1).

Należy podkreślić, że po raz pierwszy pojawiły się w prawie zapisy określające minimalną grubość izolacji cieplnej dla instalacji wody lodowej i ogrzewania powietrznego.

Dodatkowo w kwestiach szczegółowych dotyczących izolacji cieplnej instalacji ogrzewania wodnego rozporządzenie przywołuje (§ 135 ust. 4) normę PN-B-02421:2000, „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze” [3].

W normie PN-B-02421:2000 [3] również znaleźć można wymagania dotyczące minimalnej grubości izolacji cieplnej (tab. 2), jednakże w dużej mierze odbiegające od zapisów rozporządzenia, co powoduje wątpliwości, którą wartość należy przyjąć. 

Z porównania wytycznych zawartych w normie z wymaganiami rozporządzenia wynika, że duża część wymagań minimalnych określonych przez normę traci zastosowanie (tab. 3). 

Rozporządzenie ministra infrastruktury jest aktem nadrzędnym w stosunku do polskiej normy, zatem wymagania w nim zawarte mają pierwszorzędne znaczenie.

W treści rozporządzenia, podobnie jak we wcześ­niejszych jego wersjach, przywołana została jednak norma PN-B-02421 [3], a zatem zdaniem autora, jeżeli wymagania dotyczące ­minimalnej grubości izolacji zawarte w normie są bardziej rygorystyczne niż w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych [1, 2], należy przyjmować wartości z normy, w pozostałych przypadkach obowiązują wartości wymienione w rozporządzeniu.

Projektowanie i wykonanie izolacji w instalacjach według PN-B-02421:2000 [3]

Pomimo zmian dotyczących minimalnej grubości w mocy utrzymane zostają pozostałe zalecenia dotyczące izolacji określone przez PN-B-02421:2000 [3], w której sprecyzowane zostały wymagania dotyczące projektowania i wykonania izolacji w instalacjach centralnego ogrzewania, instalacjach ciepłej wody użytkowej oraz wody technologicznej, a także w sieciach ciepłowniczych, prowadzonych w kanałach, tunelach, budynkach oraz napowietrznie o temperaturze czynnika do 200°C [3, 4].

Izolacja cieplna – zastosowanie, certyfikacja, właściwości

Zgodnie z normą izolację cieplną należy stosować w instalacjach grzewczych znajdujących się w pomieszczeniach nieogrzewanych i pomieszczeniach źródeł ciepła, a także na przewodach pionów prowadzonych po wierzchu ścian w pomieszczeniach ogrzewanych, w których wewnętrzna temperatura obliczeniowa t_i< 12°C. Jeżeli zużycie energii cieplnej w budynku rozliczane jest na podstawie podzielników ciepła, to zaleca się stosowanie izolacji również w pomieszczeniach o temperaturze t_i ≥ 12°C.

Należy izolować całą powierzchnię prostych odcinków przewodów, kształtek i ­połączeń przewodów oraz, w miarę możliwości, całą powierzchnię bądź jej część urządzeń służących do wymiany lub magazynowania ciepła oraz armatury z wyjątkiem zaworów bezpieczeństwa, silników pomp i siłowników zaworów bezpieczeństwa.

Materiały izolacyjne powinny mieć certyfikat lub deklarację zgodności z polską normą lub aprobatą techniczną (dla wełny mineralnej skalnej i szklanej wymagany jest także certyfikat na znak „B”). Izolacja instalacji w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi powinna być wykonana przy użyciu materiałów posiadających świadectwo oceny higienicznej i zdrowotnej (atest higieniczny).

Dodatkowo materiały izolacyjne powinny charakteryzować się takimi cechami, jak:

• zaklasyfikowanie co najmniej jako nierozprzestrzeniające ognia (według PN­ B­ 02873:1996 [5]),
• odporność na działanie przewidywanej maksymalnej temperatury eksploatacji instalacji,
• obojętność chemiczna w stosunku do materiału, z którego wykonany jest izolowany element,
• odporność na działanie wody i otoczenia,
• wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne występujące podczas transportu, montażu i eksploatacji.

Warunek wykonania izolacji cieplnej i akustycznej instalacji ogrzewczej, a także wodociągowej i kanalizacyjnej w sposób zapewniający nierozprzestrzenianie ognia zapisany jest także w rozporządzeniu (§ 267 ust. 8) [1, 2].

Obliczenia grubości izolacji dla materiałów o współczynniku l innym niż 0,035 W/(m·K)

Norma określa minimalne grubości izolacji, jakie należy stosować w instalacjach grzewczych, w zależności od średnicy rury, temperatury transportowanego czynnika oraz temperatury otoczenia dla materiału izolacyjnego o współczynniku przewodzenia ciepła, w temperaturze 40°C, l = 0,035 W/(m·K).

Dla materiałów izolacyjnych o innym współczynniku przewodzenia ciepła niż 0,035 W/(m·K) właściwą grubość izolacji należy obliczyć, posługując się wzorem:

[mm],

gdzie:

e – grubość izolacji określona zgodnie z normą (tabela 2) [mm],

D – średnica zewnętrzna izolowanego przewodu [mm],

l₁ – współczynnik przewodzenia ciepła materiału w temperaturze 40°C [W/(m·K)].

Należy zaznaczyć, że norma dopuszcza stosowanie izolacji o mniejszych grubościach, jeżeli jest to uzasadnione z ekonomicznego punktu widzenia i poparte odpowiednią analizą (rachunkiem ekonomicznym inwestycji). Mniejsze grubości izolacji mogą być również stosowane w przypadku instalacji prowadzonych w bruzdach ściennych i podłogowych.

Płaszcz ochronny

Płaszcze ochronne według zaleceń normy powinny być stosowane w napowietrznych sieciach ciepłowniczych, a także w sieciach i instalacjach usytuowanych w pomieszczeniach, jeżeli zastosowanie płaszcza jest uzasadnione ze względów technicznych.

Materiały do wykonania płaszcza powinny charakteryzować się cechami podobnymi do materiałów izolacyjnych, takimi jak: odporność na działanie wody i otoczenia, obojętność chemiczna w stosunku do materiału izolacyjnego i materiału instalacji, wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne.

Płaszcz ochronny powinien być wyposażony w odpowiednią konstrukcję wsporczą zapewniającą stałą odległość zewnętrznej powierzchni izolacji od instalacji, jeżeli jest wykonany:

• z materiałów miękkich, takich jak cienkie taśmy aluminiowe, papy asfaltowej na taśmie aluminiowej lub folii z tworzyw sztucznych, jeżeli średnica zewnętrzna izolacji jest większa niż 279 mm,
• z blachy stalowej niezależnie od średnicy.

Dokumentacja techniczna instalacji

Powinna ona zawierać m.in.:

• informacje na temat rodzaju materiału, z jakiego należy wykonać izolację właściwą oraz płaszcz ochronny, jeżeli jest wymagany,
• dane o grubości izolacji, dobranej zgodnie z zaleceniami normy oraz liczby warstw i grubości handlowych materiałów zastosowanych w projekcie,
• wytyczne dotyczące montażu izolacji i płaszcza ochronnego,
• zestawienie liczby materiałów i akcesoriów niezbędnych do wykonania izolacji.

Wymagania normy uznaniowej PN-EN ISO 12241:2008 [6]

Poza wymaganiami prawnymi przedstawionymi w rozporządzeniu [1, 2] i normie PN-B-02421:2000 [3] grubość izolacji, w tym dotyczącej instalacji chłodniczych, może być określona na podstawie normy uznaniowej PN-EN ISO 12241:2008, „Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych.

Zasady obliczania” [6]. Norma szczegółowo opisuje zasady obliczania właściwości wyposażenia budynku i instalacji przemysłowych związanych z wymianą ciepła przeważnie w stanie ustalonym przy założeniu jednowymiarowego przepływu ciepła, w tym:

• współczynnika przewodzenia ciepła przez ścianki płaskie, cylindry wydrążone (rury), sfery jedno- i wielowarstwowe oraz ściany przewodu o przekroju prostokątnym,
• współczynnika przejmowania ciepła wewnątrz i na zewnątrz budynku, przez promieniowanie i konwekcję,
• współczynnika przenikania ciepła,
• temperatury na powierzchni.

Dokument zawiera także procedurę obliczania grubości izolacji cieplnej zapobiegającej kondensacji powierzchniowej pary wodnej wraz z przykładową tabelą z minimalnymi wymaganymi grubościami izolacji dla różnych średnic zewnętrznych przewodów (17,2–1016 mm) w zależności od temperatury transportowanego medium (w zakresie od +15 do –75°C) oraz wilgotności względnej powietrza otaczającego (j = 80 i 85%). Dodatkowo wskazuje dopuszczalne różnice temperatury pomiędzy powierzchnią izolacji i otaczającym powietrzem przy różnych ­wartościach ­wilgotności względnej, przy ­której rozpoczyna się proces kondensacji pary wodnej (zakres: t_i = –20–50°C; j = 30–95%).

Norma PN-EN ISO 12241:2008 [6] porusza także zagadnienia związane z obliczaniem zmiany temperatury oraz czasu styg­nięcia i zamarzania w rurach, zbiornikach i pojemnikach, obliczeniami dla rurociągów podziemnych oraz określaniem wpływu mostków cieplnych na straty ciepła.

Podsumowanie

Stosowanie izolacji technicznych konieczne jest również w przypadku instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Zgodnie z rozporządzeniem [1] (§ 153 ust. 8) w izolację cieplną i przeciwwilgociową należy wyposażyć przewody instalacji klimatyzacji, recyrkulacji powietrza, prowadzące do urządzeń odzysku ciepła, a także przewody prowadzące powietrze zewnętrzne przez pomieszczenia ogrzewane. Przewody prowadzone przez pomieszczenia lub przestrzenie nieogrzewane należy wyposażyć w izolację cieplną spełniającą dodatkowo warunki dotyczące nierozprzestrzeniania ognia (§ 153 ust. 7).

W prawie polskim nie ma jednoznacznych wymagań dotyczących minimalnej grubości izolacji dla przewodów wentylacyjnych. Rozporządzenie określa jedynie grubość izolacji instalacji ogrzewania powietrznego, której funkcję może niekiedy spełniać instalacja wentylacji mechanicznej. Trudno jednak objąć pojęciem ogrzewania powietrznego wszystkie systemy wentylacji i klimatyzacji. 

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1238).
3. PN-B-02421:2000, „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze”.
4. P. Ziętek, „Izolacje techniczne w przepisach prawa i Polskich Normach”, „Chłodnictwo i Klimatyzacja”, nr 7/2009.
5. PN-B-02873:1996, „Ochrona przeciwpożarowa budynków. Metoda badania stopnia rozprzestrzeniania ognia po instalacjach rurowych i przewodach wentylacyjnych”.
6. PN-EN ISO 12241:2008, „Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Zasady obliczania”.
7. P. Ziętek, „Izolacje techniczne w instalacjach sanitarnych”, Materiały konferencji „FORUM WENTYLACJA”, Warszawa 2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

^*) Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa