Transport ciepła bez strat (prawie), czyli izolacja w instalacjach. Rury w stropie

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf pdf

Energooszczędny transport ciepła w instalacjach grzewczych wymaga zastosowania odpowiednich materiałów i starannego wykonania. Niezależnie od tego, z jakiego materiału wykonane są rury instalacji grzewczych: stali, miedzi czy tworzywa sztucznego, podstawą energooszczędności transportu ciepła jest odpowiednia izolacja termiczna rur.

Instalacje centralnego ogrzewania można podzielić na dwie części: przeznaczone do transportowania ciepła (piony, rury w stropach i ścianach) i na odbiorniki ciepła (grzejniki, podłogówka). Instalacje podgrzewania wody użytkowej w tym podziale w całości mieszczą się w pierwszej części. Zadaniem pierwszej części instalacji jest przetransportowanie ciepła z jak najmniejszymi stratami, zadaniem drugiej – oddać ciepło z największą efektywnością. Jak realizowane są te oczywiste funkcje obu części instalacji grzewczych w praktyce?

A było tak dobrze… Była „wielka płyta” i ciepła pod dostatkiem. Było dobre wietrzenie mieszkań ekologicznymi oknami z drewna. Na każdym osiedlu w śnieżne zimy rosła zielona trawa nad ciepłociągami. Było, było i… oby nie wróciło.

Obecnie koncentrujemy się na racjonalnym wykorzystywaniu energii cieplnej i jej oszczędzaniu wszelkimi możliwymi sposobami, ponieważ w przeciwieństwie do minionego okresu, sami bezpośrednio ponosimy koszty ogrzewania i dotkliwie je odczuwamy. Od wielu lat buduje się „ciepłe” domy, ogranicza się też do maksimum wentylacyjne straty ciepła szczelnymi termicznie oknami i mechaniczną wentylacją z odzyskiem ciepła. Coraz częściej stosuje się odnawialne źródła ciepła w postaci instalacji solarnych i pomp ciepła. Pomagają w tym też przepisy prawne, krajowe i unijne, które zmuszają do odpowiedniego gospodarowania energią cieplną.

Nie zawsze jednak się to udaje. Domy budowane są, wraz ze wszystkimi instalacjami, w oparciu o projekt architektoniczny, wykonywany przez wykształconych i doświadczonych projektantów, którzy przykładają z definicji dużą wagę do problemu energooszczędności w okresie eksploatacji budynku. Budowa realizowana jest przez kompetentne i doświadczone firmy budowlane, zatrudniające wykwalifikowanych i sumiennych robotników, wykorzystujące najlepsze, energooszczędne technologie i materiały budowlane, które są w zasięgu ręki i to często ze znacznymi rabatami. Dlaczego więc się nie udaje? Czy może zakradł się jakiś błąd w tym opisie? Pozostawiam tę kwestię do samodzielnego rozważenia, co nie powinno nastręczać wielkich trudności w dojściu do właściwych wniosków.

Energooszczędny transport ciepła w instalacjach grzewczych wymaga zastosowania odpowiednich materiałów i starannego wykonania. Niezależnie od tego, z jakiego materiału wykonane są rury instalacji grzewczych (stali, miedzi czy tworzywa sztucznego), podstawą energooszczędności transportu ciepła jest odpowiednia izolacja termiczna rur. To jest oczywiste stwierdzenie i każdy o tym wie.

Przepisy
Jakie mamy przepisy na ten temat? Szczęśliwie się składa, że mamy ale… Podstawowym aktem prawnym jest Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75, 2002, poz. 690 z późniejszymi zmianami w Dz. U. nr 201, 2008, poz. 1238).

W §118 dodano ust. 3: „Straty ciepła na przesyle ciepłej wody użytkowej i w przewodach cyrkulacyjnych powinny być na racjonalnie niskim poziomie. Izolacja cieplna tych przewodów powinna spełniać wymagania określone w załączniku nr 2 do rozporządzenia”. W §133 dodano ust. 9: „Straty ciepła na przewodach zasilających i powrotnych instalacji wodnej centralnego ogrzewania powinny być na racjonalnie niskim poziomie. Izolacja cieplna tych przewodów powinna spełniać wymagania określone w załączniku nr 2 do rozporządzenia”.

Dla pełnej jasności obecnej sytuacji prawnej zamieszczono w całości kopię tabeli z załącznika 2 rozporządzenia, dotyczącą izolacji termicznej rur c.o., c.w.u. i cyrkulacji.

Pozycje 1, 2 i 3 w tabeli nie budzą zastrzeżeń (zdaniem autora), zwłaszcza że są to wymagania podane jako minimalne. Jeśli zostanie użyty materiał izolacji cieplnej o współczynniku przenikania ciepła, jaki podaje tabela [0,035 W/(m2 * K)], rozpraszanie ciepła będzie skutecznie ograniczone. Te pozycje dotyczą rur w powietrzu (w kotłowni), co wynika z kolejnych punków (5, 6 i 7), gdzie określa się położenie rur ulokowanych w ścianach, stropach i podłogach.

Rozporządzenie zmniejsza do połowy wymagania grubości izolacji dla rur c.o., c.w.u. i cyrkulacji ulokowanych w ścianach i stropach (5 i 6), w porównaniu do rur ulokowanych w powietrzu, oraz do 6 mm dla rur ułożonych w podłodze (7). To zmniejszenie grubości izolacji rur grzewczych zamurowanych może oznaczać, że został wzięty pod uwagę jakiś ważniejszy czynnik i straty ciepła przestały być priorytetem. Jaki? Może chodzi o konstrukcję i wytrzymałość budynku, może o oszczędności na mniejszej grubości warstwy izolacyjnej stropu. Trudno orzec. Jeszcze trudnej obronić 6-milimetrową izolację rur w podłogach, szczególnie gdy weźmiemy pod uwagę straty ciepła w instalacjach c.w.u. i cyrkulacji oraz szkodliwy wpływ miejscowego przegrzewania podłóg, np. parkietów. Można długo dywagować na ten temat.

Peszel
W praktyce i tak stosuje się w naszym kraju izolacje rur grzewczych bez bliższej korelacji z powyżej zamieszczonymi, relatywnie łagodnymi wymogami. Większym wiec problemem, jak może się okazać, będzie doprowadzenie praktyki do wymagań obecnie obowiązujących przepisów niż ich zmiana na bardziej racjonalne.

Bardzo często lub wręcz nagminnie stosuje się w ścianach, stropach i podłogach rury osłonowe, nazywane potocznie „peszel”, zamiast właściwej izolacji termicznej. „Peszel” jest silnie zadomowiony na naszym rynku i jest produkowany w postaci rur karbowanych z tworzywa sztucznego w kolorze czerwonym i niebieskim lub rur miękkich o grubości ścianki ok. 3 mm, zwijanych na wzór węży strażackich, również w obu kolorach. To bardzo tani materiał w zakupie i bardzo drogi w eksploatacji. Izolacyjność termiczna tych rur jest żadna. Efektami zastosowania osłon typu „peszel” dla rur grzewczych w budynku będą gorące fragmenty ścian, stropów i podłóg, co oznacza znaczne straty ciepła i wzrost kosztów eksploatacji budynków.

Brak właściwej izolacji termicznej rur grzewczych jest szczególnie niekorzystny w budynkach wielorodzinnych, które budowane są przez firmy deweloperskie. Przyszły mieszkaniec, w przeciwieństwie do inwestora domu jednorodzinnego, nie ma żadnego wpływu na konstrukcję budynku oraz na wykonawstwo  czy użyte materiały budowlane. Deweloper z zasady nie dba o obniżenie kosztów ogrzewania, bo to już nie jego koszty, a przyszły użytkownik często nie docenia i nie bierze pod uwagę przy zakupie mieszkania tego istotnego szczegółu eksploatacji budynku i mieszkania, a także związanych z nimi kosztów.

W budynku wielorodzinnym rury grzewcze c.o, c.w.u. i cyrkulacji prowadzone są w pionach. Z pionów rozprowadzane są na piętrach poprzez rozdzielacze indywidualnie do każdego z mieszkań. W stropie każdej kondygnacji na klatce schodowej znajduje się więc spora ilość rur grzewczych. Zarówno piony, jak i rury w stropach powinny być bardzo starannie zaizolowane termicznie, ponieważ z tych części instalacji grzewczych ciepło ucieka całkowicie bezużytecznie. Jeśli izolacja termiczna będzie niewystarczająca, wystąpi wręcz paradoksalny efekt: na klatkach schodowych i korytarzach będzie cieplej niż w mieszkaniach. Ten efekt („peszel efekt”) obserwuje się bardzo często w naszych domach wielorodzinnych.

Efekt peszla
Na fotografiach i rysunkach pokazany jest przykład „peszel efektu”, jaki występuje w 5-kondygnacyjnym, energooszczędnym budynku wielorodzinnym, zbudowanym kilka lat temu. Na fot. 1a widoczny jest fragment korytarza klatki schodowej 2 piętra i szafka pionów grzewczych oraz rozdzielaczy c.o, c.w.u. i cyrkulacji, usytuowanych w lewej części szafki. W prawej części znajduje się pion i rozdzielacz zimnej wody. Na fot. 1b widoczny jest obraz temperatur posadzki, szafki rozdzielaczowej, ścian i drzwi jednego lokalu oraz skala temperatur. Fotografia termowizyjna obejmuje ten sam obszar co fotografia optyczna. Na rys. 1 pokazany jest rozkład temperatur wzdłuż linii widocznej na fot. 1b. Z szafki rozdzielaczowej prowadzone są rury grzewcze do 4 mieszkań.

Ten sam kawałek stropu (sufit), sfotografowany z niższego piętra, pokazany jest na fot. 2a i 2b. Na rys. 2 pokazano zaś rozkład temperatur, wzdłuż zaznaczonej linii na fot. 2b.

Wszelki komentarz tej dokumentacji fotograficznej wydaje się zbyteczny ze względu na wyjątkową jej czytelność.  Warto jednak podkreślić, że temperatura posadzki i sufitu w jasnych punktach, wg opisu z rys. 1 i 2, osiąga wartość ponad 34oC, temperatura minimalna dla posadzki wynosi ponad 24oC i sufitu ponad 26oC. W chwili wykonywania tych fotografii temperatura wody grzewczej mierzona na zasilaniu przy kotle c.o., znajdującym się na poziomie -1, wynosiła 62oC, temperatura powrotu 48oC.

W rezultacie tak wykonanej izolacji termicznej rur grzewczych ulokowanych w stropie temperatura powietrza na klatce schodowej na 2 piętrze wynosi ponad 23oC i jest wyższa niż w mieszkaniach. Te sam rodzaj izolacji rur grzewczych znajduje się również w mieszkaniach. Przy użyciu kamery termowizyjnej można dokładnie określić położenie rur i temperaturę podłogi oraz położenie rur u sąsiada z góry, śledząc termowizyjnie sufit. Z tych części instalacji grzewczych ciepło przenika do mieszkań, nie jest więc tracone w sezonie grzewczym. Jest natomiast bezużytecznie tracone latem z instalacji c.w.u. i cyrkulacji.

A wystarczyłoby przestrzegać wymagań rozporządzenia, odnośnie izolacji termicznej rur c.o., c.w.u. i cyrkulacji (wg tabeli), aby radykalnie poprawić gospodarowanie ciepłem w budynkach i zaoszczędzić sporo naszych pieniędzy. To jest kamyczek, który wrzucam do „ogródka” zarówno deweloperów, jak i nadzoru budowlanego.

dr inż. Jan Siedlaczek

Fot. 1a. Korytarz klatki schodowej, 2 piętro.

Fot. 1b. Termowizyjny widok posadzki i ścian.

Rys. 1. Rozkład temperatur wzdłuż linii z fot. 1b.

Fot. 2a. Sufit klatki schodowej, piętro 1.

Fot. 2b. Termowizyjny widok sufitu i ścian.

Rys. 2. Rozkład temperatur wzdłuż linii z fot. 2b.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij