1

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

Źródło: www.fotolia.pl

KURS Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

MODUŁ Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych

2

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych

2.1 Wymagania techniczne dla instalacji grzewczych

Obiekt budowlany, w którym wykonano instalację grzewczą, powinien spełniać podstawowe wymagania, do których należą1:

bezpieczeństwo konstrukcji;

bezpieczeństwo pożarowe;

bezpieczeństwo użytkowania;

odpowiednie warunki higieniczne i zdrowotne oraz ochrony środowiska;

ochrona przed hałasem i drganiami;

oszczędność energii i odpowiednia izolacyjność cieplna przegród.

Instalacja ogrzewcza powinna być wykonana zgodnie z projektem oraz wymaganiami przepisów techniczno-budowlanych wydanych w drodze rozporządzenia2.

W budynkach istniejących lub ich częściach w przypadku nadbudowy, przebudowy i zmiany użytkowania bierze się pod uwagę wskazania ekspertyzy technicznej właściwej jednostki badawczo-rozwojowej lub rzeczoznawcy budowlanego oraz rzeczoznawcy do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych. Wyniki ekspertyzy powinny być uzgodnione z komendantem wojewódzkim Państwowej Straży Pożarnej lub Państwowym Wojewódzkim Inspektorem Sanitarnym, odpowiednio do przedmiotu tej ekspertyzy.

Instalacja ogrzewcza powinna być wykonana w sposób umożliwiający jej prawidłowe użytkowanie w zakresie ogrzewania i wentylacji, zgodnie z przeznaczeniem obiektu i założeniami projektu budowlanego3. Funkcjonowanie instalacji powinno być zgodne z wymaganiami przepisów techniczno-budowlanych (wydanych w drodze rozporządzeń) dotyczących warunków technicznych użytkowania obiektów budowlanych i budynków mieszkalnych oraz z zasadami wiedzy technicznej.

2.2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych

2.2.1 Polibutylen (PB)

Zalety polibutylenu:

wysoka elastyczność – może być układany w tzw. systemie kablowym4. Daje to możliwość rozwinięcia rur ze zwoju i ułatwia układanie (w porównaniu ze sztangami). Elastyczność pozwala na ograniczenie liczby kształtek (głównie

1Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane, Dz.U. Nr 106/00 poz. 1126 2Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. Nr 75/02 poz. 690 3 Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane, Dz.U. Nr 106/00 poz. 1126 4 http://www.e-instalacje.pl/a/3367,polibutylen-w-instalacjach-wodociagowych

3

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

kolanek) i złączek. Rurę można wyginać – ręcznie wykonuje się łuk odpowiadający 8 średnicom zewnętrznym. Elastyczność wpływa na obniżenie kosztów instalacji (kształtki są zawsze najdroższym elementem systemu instalacyjnego) i robocizny;

zdolność tłumienia drgań – przekłada się na cichą pracę instalacji nawet przy dużych prędkościach wody. Rury są odporne na zmiany prędkości wody i uderzenia (wykazują dobrą udarność). W związku z tym należy je stosować w instalacjach zagrożonych uderzeniem hydraulicznym (spowodowanym nagłym wzrostem prędkości wody);

szeroki zakres pracy przy różnych temperaturach – rury PB zachowują elastyczność aż do -15°C. Dzięki temu mogą być układane w warunkach zimowych. Swobodnie odkształcają się i powracają do pierwotnego kształtu, nawet jeśli oddziałuje na nie zamarzająca i odmarzająca woda;

stosunkowo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej α, który wynosi 0,13 mm/(m·K). Wśród rur jednorodnych z tworzyw sztucznych rury PB zajmują drugie miejsce (po PVC);

odporność na korozję i odkładanie kamienia kotłowego;

odporność na działanie chloru zawartego w wodzie (środka dezynfekcyjnego). Dopuszczalne stężenie chloru dla polibutylenu wynosi 2 mg/l5. Jednocześnie wedle Rozporządzenia Ministra Zdrowia zawartość wolnego chloru w wodzie pitnej nie powinna przekraczać 0,3 mg/l. Żywotność rur polibutylenowych nawet przy pewnym przekroczeniu dawki dopuszczalnej ocenia się na ok. 50 lat;

właściwości bakteriostatyczne – poziom wzrostu liczby bakterii (w tym niebezpiecznej Legionelli) w rurach PB jest porównywalny do liczby bakterii w rurach miedzianych (w których rozwój mikroorganizmów jest hamowany).

Łączenie rur polibutylenowych

Rury polibutylenowe mogą być zgrzewane polidyfuzyjnie lub elektrooporowo. Nowoczesne systemy zawierają złączki, dzięki którym do łączenia nie są potrzebne specjalistyczne narzędzia.

5 http://www.igcp.org.pl/system/files/KRCS%20Lublin%202012%20Thermaflex%20-%20Witkowska.pdf

4

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

Rysunek 2.1 Wciskowe połączenie rur polibutylenowych

Źródło: http://tworzywa.com.pl/Wiadomo%C5%9Bci/Zmiany-na-rynku-instalacji-z-tworzyw-sztucznych-20899.html

2.2.2 Polipropylen kopolimerowy (PP-B)

System kanalizacji wewnętrznej produkowany jest z polipropylenu kopolimerowego PP-B. Dzięki zastosowaniu polipropylenu instalacja grzewcza posiada szereg zalet.

Zalety polipropylenu6:

odporność na działanie wysokich temperatur – umożliwia stosowanie systemów z PP-B w warunkach zwiększonego przepływu ścieków o wysokiej temperaturze (pralki, zmywarki itp.);

wytrzymałość na działanie zasad, kwasów i soli nieorganicznych – pozwala na szerokie zastosowanie rur z PP-B w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, w warsztatach samochodowych oraz myjniach do odprowadzania ścieków o wartościach pH od 2 do 12;

bardzo dobre parametry hydrauliczne – uzyskane dzięki gładkiej i lśniącej powierzchni wewnętrznej oraz kształtowi kielicha. Cechy te zapewniają ochronę przed osadzaniem się tłustych substancji, co zabezpiecza instalację przed zatykaniem;

odporność na uderzenia szczególnie w niskich temperaturach – ma istotne znaczenie dla montażu w warunkach zimowych;

odporność na korki lodowe;

bardzo niska waga wyrobów wynikająca z małego ciężaru właściwego oraz geometrii – najlżejszy dostępny na rynku system kanalizacji.

6 http://www.prik.pl/pdf/matkonf11.pdf

5

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

Kanalizacja wewnętrzna z PP-B zwana jest też wysokoudarową – odznacza się doskonałymi właściwościami mechanicznymi w szerokim zakresie temperatur. Wyższa odporność na temperaturę (w porównaniu do PVC) wiąże się z wyższą temperaturą zeszklenia (Tg) i mięknięcia – według Vicata dla PP-B wynosi 146°C, a dla PVC 79°C. Porównanie sztywności pierścieniowej (jako funkcji temperatury) dla obu tych materiałów przedstawia zamieszczony wykres.

Rysunek 2.2 Sztywność obwodowa

Źródło: http://www.makdar.pl/index.php/kanalizacja?sid=1440:INSTALACJE

Własności temperaturowe materiału PP-B przynoszą następujące korzyści7:

PP-B w porównaniu z PE wykazuje większą twardość, udarność, odporność termiczną i odporność na korozję naprężeniową;

odporność na ścieki o wysokiej temperaturze 95°C - 100°C, która została potwierdzona certyfikatem przyznanym przez ETA Dania;

bardzo wysoka odporność na uderzenia w temperaturze do -20°C (ma to szczególne znaczenie podczas montażu w warunkach zimowych);

wyższa udarność kanalizacji wewnętrznej w niskich temperaturach w porównaniu do kanalizacji wykonanej ze zwykłego polipropylenu PP;

znacznie wyższa odporność na temperaturę (niższa wytrzymałość PVC na wysoką temperaturę wpływa na produkcję rur o grubszych ściankach, tzw. PVC/HT);

system kanalizacji wewnętrznej z PP-B jest bezpieczniejszy niż z PVC z punktu widzenia szkodliwości produktów wytworzonych w wyniku spalania.

2.2.3 Polietylen wysokiej gęstości sieciowany (PE-X)

System PE-X można montować w instalacjach zimnej i ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania, ogrzewania płaszczyznowego, sprężonego powietrza, wody lodowej i technologicznych instalacjach przemysłowych.

Zalety polietylenu8:

trwałość (oceniana na min. 50 lat); 7 http://www.makdar.pl/index.php/kanalizacja?sid=1440:INSTALACJE 8 http://www.mpj.pl/System_pex_al_pex,pl,site,620,0,607.html

6

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

odporność chemiczna;

energooszczędność (niskie straty ciśnienia);

nietoksyczność;

amortyzacja uderzeń hydraulicznych;

brak przenoszenia drgań;

mały ciężar;

nie przewodzi prądu;

wysoka elastyczność;

bardzo mała wydłużalność cieplna (0,025mm/mK);

rury i kształtki są w 100% szczelne na dyfuzję tlenu;

możliwość połączenia z każdym rodzajem instalacji (przy użyciu kształtek przejściowych wyposażonych w gwinty);

przyjazny dla środowiska (podczas palenia się rur powstaje jedynie dwutlenek węgla i woda);

nie występuje zjawisko korozji elektrochemicznej (rury i złączki nie wchodzą w reakcję z innymi materiałami, z których wykonana jest pozostała część instalacji).

2.2.4 Homopolimer polipropylenu (PP-H)

Homopolimer polipropylenu PP-H jest jednym z najmłodszych tworzyw produkowanych na skalę masową9. Należy do grupy termoplastów o półkrystalicznej budowie, a otrzymywany jest poprzez polimeryzację propylenu. W zależności od przestrzennego umiejscowienia grupy CH3 względem łańcucha atomów węgla otrzymujemy polipropylen syndioaktyczny, ataktyczny lub izotaktyczny – tworzywa o zróżnicowanych właściwościach fizyko-mechanicznych, z których największe znaczenie gospodarcze ma polipropylen izotaktyczny.

Właściwości homopolimeru polipropylenu:

wysoka wytrzymałość i sztywność (dla temperatur dodatnich jest wyższa niż w przypadku PE);

wysoka temperatura topnienia fazy krystalicznej (górna temperatura pracy wynosi 100oC);

duża twardość (większa niż w przypadku PE);

wysoka odporność chemiczna, również na działanie rozpuszczalników;

wysoka odporność na korozję;

bardzo dobre właściwości dielektryczne; 9 http://www.plastics.pl/produkty/tworzywa-techniczne/polipropylen-pp/homopolimer-polipropylenu-pp-h-

7

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

wysoka trwałość, żywotność;

mała gęstość;

znaczny spadek wytrzymałości w temperaturze bliskiej 0°C – tworzywo staje się kruche i podatne na obciążenia udarowe;

słabe właściwości ślizgowe i stosunkowo wysokie zużycie cierne;

braki odporności na promieniowanie UV w przypadku postaci podstawowej, niemodyfikowanej;

możliwość kontaktu z żywnością.

2.2.5 Stal

Stal to stop żelaza z węglem10. Jest wykorzystywana w montażu instalacji wodociągowych w postaci ocynkowanej. Cynkowa warstwa chroni rury przed warunkami sprzyjającymi korozji.

Zalety stali:

wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i ściskanie – ułatwia układanie długich instalacji;

odporność na obciążenia mechaniczne;

brak możliwości przenikania gazów z otoczenia do wnętrza rury;

odporność na działanie promieni UV;

odporność na działanie wysokich temperatur;

najniższy współczynnik rozszerzalności cieplnej wśród materiałów instalacyjnych – wynosi 0,013 mm/mK.

Wady stali:

duża chropowatość ścianek rur prowadząca do tworzenia się osadów;

łatwe osadzanie się osadu wapiennego wewnątrz rur ze stali ocynkowanej;

podwyższone koszty eksploatacji związane z koniecznością płukania rur z błony biologicznej;

najsłabsze wytłumianie drgań;

występowanie nieszczelności w szwach;

mała odporność na korozję;

brak możliwości gięcia rur ocynkowanych;

duży ciężar.

10http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CDoQFjAC&url=http%3A%2F%2Fpisarzdz.sd.prz.edu.pl%2Ffile%2FMjMsNjcsMzYxMixsMS5wZGY%3D&ei=QG0tUr7hCeHo4QTZxIGgDA&usg=AFQjCNHNMH6hvrjjEbBJ64foNJD5sDfzWA&sig2=D_MCPbIo6jlRKs47qbTRUA

8

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

2.2.6 Miedź

Rury miedziane mają zastosowanie w instalacjach wodociągowych wody ciepłej i zimnej, instalacjach grzewczych i gazowych. W zależności od stopnia wytrzymałości mechanicznej wyróżniamy rury11:

miękkie R220 – instalacje wodociągowe i grzewcze;

półtwarde R250 – instalacje wodociągowe i grzewcze;

twarde R290 – instalacje wodociągowe, grzewcze i gazowe.

W instalacjach wykorzystywane są oprócz rur czysto miedzianych rury z płaszczem otulinowym oraz tworzywowym (preizolowane). W łącznikach instalacji miedzianych stosowane są stopy miedzi – mosiądz i brąz.

Zalety miedzi:

wysoka trwałość przewodów;

niewielki ciężar materiału;

łatwy i tani montaż dzięki wykorzystaniu połączeń lutowanych;

większa niezawodność dzięki stosowaniu połączeń nierozłącznych;

możliwość wykorzystywania rur o mniejszej średnicy i mniejszej grubości ścianek (w porównaniu do rur stalowych);

działanie bakteriostatyczne;

brak przepuszczalności gazów;

umiarkowane koszty.

Ograniczeniem w stosowaniu instalacji miedzianych jest ich łączenie z innymi materiałami. Nie należy instalować przewodów lub urządzeń stalowych za przewodami z miedzi, uwzględniając kierunek przepływu wody.

2.2.7 Konstrukcje wielowarstwowe12

Konstrukcje wielowarstwowe składają się z warstwy zewnętrznej i wewnętrznej, wykonanych z tworzywa sztucznego (PE-HD lub PEX), oraz środkowej – wykonanej z aluminium (warstwy oznaczone są symbolami PEX/A1/PE-HD lub PEX/A1/PEX, zależnie od materiału). Warstwa metalu zmniejsza wydłużalność cieplną, zapobiega przenikaniu tlenu i umożliwia trwałe kształtowanie.

11 Więcek M., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji z rur miedzianych, Instytut Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006 12Kurzydłowski K., Lewandowska M., Nanomateriały inżynierskie, konstrukcyjne i funkcjonalne, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011

9

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

2.3 Literatura

2.3.1 Literatura obowiązkowa

Grzegorczyk W., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji centralnego ogrzewania, Instytut Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006;

Piekarek M., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji z rur stalowych, Instytut Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006;

Praca zbiorowa, Wentylacja, Klimatyzacja, Ogrzewanie. Projektowanie, Montaż, Eksploatacja, Modernizacja, Wydawnictwo Verlag Dashofer, Warszawa 2011;

Więcek M., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji z rur miedzianych, Instytut Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006.

2.3.2 Literatura uzupełniająca

Koczyk H., Ogrzewnictwo dla praktyków, Wydawnictwo Systherm Serwis s.c., Poznań 2002;

Kołodziejczyk W., Płuciennik M., Wytyczne projektowania instalacji centralnego ogrzewania, Wydawnictwo COBRTI INSTAL, Warszawa 2001;

Kurzydłowski K., Lewandowska M., Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2011;

Rabjasz R., Podstawy higieniczne ogrzewania i wentylacji mieszkań i ogólna ocena sposobów ich ogrzewania, Materiały do wykładów, Wydawnictwo IOiW PW, Warszawa 1998;

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. Nr 75/02 poz. 690, Nr 33/03 poz. 270;

Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 sierpnia 1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych, Dz.U. Nr 74/99 poz. 836;

Ustawa z dnia 7 lipca 1994r. Prawo budowlane, Dz.U. z 25 sierpnia 1994 roku, Nr 89, poz. 414.

2.3.3 Netografia

http://www.e-instalacje.pl/a/3367,polibutylen-w-instalacjach-wodociagowych;

http://www.felix.pl/wpis_1231,pl.htm;

http://www.prik.pl/pdf/matkonf11.pdf;

http://www.mpj.pl/System_pex_al_pex,pl,site,620,0,607.html;

http://www.plastics.pl/produkty/tworzywa-techniczne/polipropylen-pp/homopolimer-polipropylenu-pp-h-;

10

Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych

http://www.igcp.org.pl/system/files/KRCS%20Lublin%202012%20Thermaflex%20-%20Witkowska.pdf;

http://www.e-instalacje.pl/a/3367,polibutylen-w-instalacjach-wodociagowych;

http://www.makdar.pl/index.php/kanalizacja?sid=1440:INSTALACJE.

2.4 Spis rysunków

Rysunek 2.1 Wciskowe połączenie rur polibutylenowych ............................................................. 4

Rysunek 2.2 Sztywność obwodowa ......................................................................................................... 5

Spis treści

2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych ........................................................ 2 2.1 Wymagania techniczne dla instalacji grzewczych .............................................................................. 2 2.2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych .................................................................. 2

2.2.1 Polibutylen (PB) ................................................................................................................................................................. 2 2.2.2 Polipropylen kopolimerowy (PP-B) ......................................................................................................................... 4 2.2.3 Polietylen wysokiej gęstości sieciowany (PE-X) ................................................................................................. 5 2.2.4 Homopolimer polipropylenu (PP-H) ........................................................................................................................ 6 2.2.5 Stal ........................................................................................................................................................................................... 7 2.2.6 Miedź....................................................................................................................................................................................... 8 2.2.7 Konstrukcje wielowarstwowe ..................................................................................................................................... 8

2.3 Literatura ............................................................................................................................................................. 9 2.3.1 Literatura obowiązkowa ................................................................................................................................................ 9 2.3.2 Literatura uzupełniająca ................................................................................................................................................ 9 2.3.3 Netografia ............................................................................................................................................................................. 9

2.4 Spis rysunków ................................................................................................................................................. 10