Aby instalacje grzewcze, solarne czy też klimatyzacyjne służyły nam przez długie lata i niezmiennie zapewniały wysoki komfort użytkowania musimy się zastanowić, które z materiałów izolacyjnych będą nam to w stanie zagwarantować.
Współczynniki zdemaskowane
Decyzja dotycząca wyboru właściwych materiałów izolacyjnych tylko z pozoru wydaje się łatwa. Okazuje się, że izolacje zwykle kojarzymy ze styropianem lub wełną mineralną, które to najczęściej wybieramy do ocieplenia ścian zewnętrznych, fundamentów, piwnic i stropów. Natomiast jeśli w grę wchodzi izolacja instalacji grzewczej czy też klimatyzacyjnej, okazuje się że nasza wiedza z reguły ogranicza się do niejasnego wyobrażenia otuliny o kształcie z grubsza przypominającym cylindryczny, a dobór materiału, który byłby najodpowiedniejszy do konkretnego rodzaju instalacji przysparza nam nie lada problemów. „Obecnie możemy wybierać spośród wielu rodzajów otulin, z których każdy różni się od siebie przede wszystkim trzema elementami: współczynnikiem przewodności cieplnej (λ), współczynnikiem oporu dyfuzyjnego pary wodnej (μ) oraz odpornością na wahania temperaturowe i uszkodzenia mechaniczne – mówi Andrzej Januszewski, doradca techniczny w zakresie izolacji i systemów przemysłowych firmy Armacell. – Pierwszy z nich określa zdolność danego materiału do przewodzenia ciepła. Im mniejsza jest wartość tego współczynnika, tym materiał lepiej zatrzymuje ciepło, czyli jest lepszym izolatorem. Drugi element opisuje podatność materiału izolacyjnego na zjawisko dyfundującej (przenikającej) do materiału izolacyjnego pary wodnej, która podczas tego procesu może ulec wykropleniu, powodując jego zawilgocenie. Zjawisko dyfuzji pary wodnej zachodzi przede wszystkim w instalacjach klimatyzacyjnych. Im współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej jest wyższy, tym materiał jest bardziej odporny na dyfuzję pary wodnej i pozostaje suchy przez dłuższy czas. Natomiast trzeci, jest w głównej mierze warunkowany przez elastyczność i warstwę ochronną otuliny, amortyzującą uderzenia oraz specyficzne właściwości materiału, które sprawiają, że jedne otuliny doskonale sprawdzają się w instalacjach niskotemperaturowych (np. chłodniczych, klimatyzacyjnych), a drugie w przypadku izolacji przewodów narażonych na działanie wysokich temperatur (np. instalacje grzewcze, ciepłej wody, solarne).”
W kalejdoskopie otulin
Najbardziej popularnymi materiałami wykorzystywanymi do produkcji otulin na rynku są: wełna mineralna, spieniony poliuretan, spieniony polietylen oraz kauczuk syntetyczny. Wełna mineralna służy przede wszystkim zabezpieczeniu przewodów instalacji wysokotemperaturowych przed emisją ciepła i dźwięków. Współczynnik przewodzenia ciepła oscyluje w granicach 0,040-0,060 W/(m·K), dzięki czemu materiał ten jest stosunkowo chętnie wykorzystywany do izolowania instalacji grzewczych. „Wadą wełny mineralnej jest natomiast niska wartość współczynnika oporu dyfuzyjnego (μ = ok. 1), czego efektem mogą być szkodliwe zawilgocenia powodujące pleśniowe i grzybicze wykwity na ścianach znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie tak zaizolowanych przewodów” – przestrzega Andrzej Januszewski. Inną wadą wełny mineralnej jest jej włóknista struktura powodująca zanieczyszczenie powietrza, zwłaszcza w razie uszkodzenia izolacji lub jej nieprawidłowego montażu. W pewnej mierze lepszym rozwiązaniem jest spieniony poliuretan, którego wartości współczynnika przewodzenia ciepła mieszczą się w zakresie od 0,025 do 0,040 W/(m·K) przy wartości oporu dyfuzyjnego μ > 115, czyniąc go relatywnie odpowiednim do izolowania instalacji centralnego ogrzewania. „Spieniony poliuretan jest jednak wyjątkowo podatny na destruktywne działanie promieni UV oraz agresywne materiały budowlane i mikroorganizmy, dlatego otuliny z niego wykonane powlekane są ochronną warstwą z PVC lub aluminium.
Ponadto trudno jest wykonać rzetelne połączenia otulin, co powoduje występowanie mostków cieplnych. Najlepsze właściwości termoizolacyjne mają izolacje elastyczne: spieniony polietylen oraz kauczuk syntetyczny. Zamknięta struktura komórkowa obu tych materiałów stanowi skuteczną i efektywną barierę termiczną, a skuteczne połączenia otulin zapobiegają powstawaniu mostków termicznych. Otuliny z kauczuku syntetycznego charakteryzują się ponadto połączeniami klejonymi, szczelnymi w niskich i wysokich temperaturach oraz podwyższoną elastycznością, umożliwiającą szczelny montaż nawet na najbardziej skomplikowanej armaturze. Niska przewodność cieplna (ok. 0,033 W/(m²·K)) generuje spore oszczędności energii oraz redukuje uwalnianie szkodliwego CO2 do atmosfery. Ponadto najwyższa wartość oporu dyfuzyjnego (μ > 10 000) sprawia, że otuliny wykonane ze spienionego kauczuku syntetycznego są wydajne energetycznie, niezawodne i odznaczają się niezwykłą trwałością. Zwiększona odporność na wahania temperaturowe (w przypadku kauczuku syntetycznego od -200ºC do +175ºC) oraz uszkodzenia mechaniczne, czynią z nich otuliny najbardziej optymalne na rynku oraz najbardziej wszechstronne, ponieważ nadają się do izolowania niemalże wszystkich rodzajów instalacji.”
Certyfikat z niezawodności
Wartości poszczególnych współczynników dla konkretnych rodzajów materiałów uzyskiwane są podczas szeregu specjalistycznych badań przeprowadzanych w warunkach laboratoryjnych, przy czym powinny być deklarowane wartości graniczne (maksymalne i minimalne), a nie średnie. Chodzi o to, by użytkownik wiedział, że każda zastosowana otulina ma rzeczywiście parametry takie, jak zadeklarowane lub nawet lepsze. Należy jednak mieć na uwadze fakt, że tylko używając materiałów izolacyjnych znanych i renomowanych producentów, możemy mieć gwarancję otulin najwyższej jakości. Każdy producent podaje deklarowane przez siebie wartości współczynnika przewodności ciepła oraz oporu dyfuzyjnego, dlatego tak ważna jest wiarygodność wytwórcy, którą implikują systematyczność badań konkretnego produktu jak również rygorystyczne przestrzeganie technologii produkcji. „Niezwykle ważne jest, aby wszystkie procesy produkcyjne oraz dane techniczne podawane przez producentów były nieustannie monitorowane i nadzorowane przez organizacje zewnętrzne i niezależne instytuty badawcze. Taką systemową kontrolę właściwości produktu potwierdza certyfikacja, stając się tym samym dla użytkowników obiektywnym gwarantem bezpieczeństwa i niezawodności. Ważnym sygnałem dla osób zainteresowanych otulinami technicznymi są informacje o wprowadzaniu na rynek ciągle nowych produktów. Jest to dowodem na profesjonalizm producenta, któremu zależy na ciągłym udoskonalaniu materiałów izolacyjnych i wyznaczaniu coraz to wyższych standardów jakości” - podsumowuje Jarema Chmielarski, dyrektor obsługi technicznej rynku z firmy Armacell.
Wybierając zatem materiały izolacyjne musimy mieć świadomość tego, że otulina otulinie nierówna. Deklarowane przez producentów właściwości niekoniecznie muszą znajdować potwierdzenie w rzeczywistości, a na pozór nic nie znaczące i zbędne wartości współczynników okazują się być elementami zgoła najlepiej opisującymi efektywność i skuteczność danego materiału, z którego otulina jest wykonana.
