Materiały do instalacji wodnej

INSTALACJE ZE STALI

Obecnie stal nie cieszy się popularnością, gdyż rury stalowe są ciężkie i wykonywanie połączeń jest pracochłonne. Wewnętrzna powierzchnia rur stalowych nie jest gładka i jest podatna na korozję. O taką instalację trzeba dbać – rury muszą być zabezpieczone antykorozyjnie od zewnątrz, a woda w instalacji musi być odpowiedniej jakości. Jednak w pewnych sytuacjach rury stalowe są praktycznie niezastąpione. Są odporne na bardzo wysokie temperatury i nie odkształcają się, a tym samym bardzo dobrze sprawdzają się w instalacjach wysokotemperaturowych. Rury stalowe są sztywne i dlatego nie wymagają mocowania do ścian w prowadzeniu np. pionów. Prawidłowo wykonane połączenia zapewniają szczelność, a dbanie o odpowiednią jakość wody ogranicza powstawanie korozji, co zwiększa trwałość instalacji. Producenci rur stalowych oferują różnego rodzaju elementy stalowe potrzebne do budowy instalacji, np.: mufki, kolanka, narożniki, złączki, dwuzłączki różnych średnic, które łatwo dopasować. Dostępne są także systemy instalacyjne ze stali nierdzewnej, które mają wszystkie zalety rur stalowych i są jednocześnie odporne na korozję.

INSTALACJE Z MIEDZI

Miedź to materiał coraz częściej używany do budowy instalacji. Do instalacji c.o. z grzejnikami używa się najczęściej przewodów twardych, natomiast ogrzewanie podłogowe wykonuje się z tzw. rur miękkich. Miedź jest lekka i giętka, co ułatwia układanie instalacji, ale wymaga lepszego zamocowania niż rury stalowe. Instalacje z miedzi są odporne na wysoką temperaturę, pod jej wpływem mogą się jednak nieznacznie odkształcać, dlatego w systemach z medium o wysokiej temperaturze wymagają kompensacji wydłużeń. Wewnętrzna powierzchnia rur jest bardzo gładka, dzięki czemu na ściankach wewnętrznych nie tworzy się szybko osad. Miedź jest odporna na korozyjne działanie ciepłej i zimnej wody, promieni UV i zmiany temperatury. W instalacjach z miedzi należy unikać zbyt gwałtownego przepływu wody i wysokich ciśnień. Ponadto w instalacjach grzewczych woda powinna być odpowiedniej jakości. Podstawową techniką łączenia rur miedzianych w instalacjach c.o. jest lutowanie miękkie. Do izolacji rur miedzianych stosuje się gotowe otuliny wykonane z pianki poliuretanowej o różnych przekrojach wewnętrznych. Niektóre firmy oferują rury miedziane w osłonach z tworzywa, które chroni je także przed uszkodzeniami mechanicznymi. Miedź ma najlepsze właściwości bakterio-statyczne, co jest istotne w instalacjach wody pitnej. Dzięki tym cechom zyskała miano „zdrowego materiału”. Jednak nie każda woda jest odpowiednia dla instalacji z miedzi. Jeśli odczyn wody ma niską wartość pH i zawiera ona dużą ilość CO₂, to może wystąpić korozja ogólna miedzi, która polega na równomiernym przechodzeniu jonów miedzi z całej powierzchni przewodu do wody.

INSTALACJE Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Tworzywa sztuczne to obecnie popularny materiał instalacyjny. Jednak instalacja z nich musi być odpowiednio zaprojektowana i bardzo starannie wykonana. Instalację z tworzywa szybko i łatwo się montuje, niekiedy wymaga to jednak stosowania specjalistycznych narzędzi. Zalety tworzyw to: lekkość, gładka powierzchnia wewnętrzna, niski współczynnik przewodzenia ciepła (instalacje z gorącym medium nie wymagają izolacji). Izolacyjność elektryczna tworzyw po woduje brak korozji galwanicznej i elektrochemicznej. Nie przenoszą one drgań, mają właściwości tłumienia wibracji i szumów. Pomiędzy systemami instalacyjnymi z tworzyw sztucznych jest też wiele różnic: rozszerzalność cieplna, elastyczność, odporność na wysoką temperaturę i ciśnienie, odporność na pęknięcia naprężeniowe, sposoby łączenia oraz zasady prowadzenia rur.

Instalacje z tworzyw sztucznych wymagają stosowania kompensatorów wydłużeń liniowych przewodów oraz punktów stałych i podpór przesuwnych. Właściwe rozmieszczenie punktów stałych i przesuwnych wpływa na trwałość i estetykę instalacji. Przy projektowaniu i wykonywaniu instalacji z tworzyw sztucznych obowiązuje zasada, aby zapewnić przewodom możliwość swobodnej zmiany długości pod wpływem zmian temperatury. Warto wykorzystywać wszystkie uskoki i załamania ścian w celu naturalnej kompensacji wydłużeń termicznych oraz możliwość wykonywania punktów stałych przy przejściach przez ściany i stropy.

Do instalacji wody zimnej stosuje się rury cienkościenne o małych średnicach. Instalacja z ciepłą wodą wymaga rur o grubszych ściankach. Producenci systemów instalacyjnych z tworzywa sztucznego oferują również szeroki asortyment niezbędnych łączników do wykonywania odgałęzień w istniejącej instalacji oraz kolanek i trójników z gwintem zewnętrznym i wewnętrznym. Dzięki temu możliwy jest montaż kompletnej instalacji. Najdroższymi elementami w instalacji są złączki. Warto więc wykonywać ją według szczegółowo opracowanego projektu, aby nie tworzyć zbędnych połączeń.

Bardzo istotnym elementem instalacji z tworzyw są właściwie wykonane połączenia, które zapewnią odpowiednią pracę całej instalacji. Każdy producent określa sposób łączenia i rodzaj narzędzi potrzebnych do jego wykonania. Rodzaj stosowanego połączenia zależy od tworzywa, z jakiego wykonane są łączone elementy. Instalacje z tworzyw sztucznych można połączyć przez zgrzewanie, klejenie oraz połączenia zaciskowe. Polichlorek winylu (PVC, PCW). Jest odporny na większość bezwodnych kwasów, tłuszczów, olejów mineralnych i gazów przemysłowych. Jest jednak tworzywem bardzo kruchym w niskich temperaturach i mało wytrzymałym w wysokich. Dopuszczalny zakres temperatur stosowania wynosi 0–60°C i dlatego PVC używa się głównie do instalacji wody zimnej i to pod warunkiem, że nie grozi jej zamarzanie. Rury łączone są za pomocą kształtek klejonych, a dla większych średnic w instalacjach odpływowych – za pomocą połączeń kielichowych z uszczelkami gumowymi. Dostarczane są w prostych odcinkach. Ich sztywność powoduje, że są układane jak tradycyjne instalacje z rur stalowych.

Chlorowany polichlorek winylu (CPVC) to modyfikacja polichlorku winylu utworzona przez wprowadzenie dodatkowego chloru do PVC. Rury z CPVC charakteryzują się właściwościami wytrzymałościowymi w przedziale temperatur 0–100°C. Można je stosować do instalacji wody zimnej i ciepłej. Są jednak bardzo kruche w niskich temperaturach. Układa się je jak rury metalowe i łączy za pomocą kleju łącznikami z tego samego tworzywa.

Polietylen (PE). Systemy instalacyjne z polietylenu produkowane są w dwóch typach:

• miękkim, o niskiej gęstości (LDPE – Low Density Poliethylen), stosowanym w instalacjach niskociśnieniowych,
• twardym, o wysokiej gęstości (HDPE – High Density Poliethylen), przeznaczonym do instalacji wysokociśnieniowych.

Dla ich oznaczenia używa się też skrótów PE-LD i PE-HD. Polietylen charakteryzuje się wysoką odpornością chemiczną, gładkością ścian oraz niewielkim ciężarem. Zwykły polietylen może być stosowany w zasadzie tylko w instalacjach wody zimnej, gdyż w wyższych temperaturach szybko traci swoją wytrzymałość. Instalacje z polietylenu można łączyć przez zgrzewanie lub za pomocą specjalnych elektrozłączek (o dużych średnicach). Nie można go kleić. Wyróżnia się różne klasy PE, np. PE 63, PE 80, PE 100, w zależności od parametru MRS, czyli minimalnej wymaganej wytrzymałości. Im większa wartość liczbowa, tym trwalszy materiał. Systemy z HDPE przeznaczone są także do wykorzystania w instalacjach kanalizacyjnych.

Polietylen sieciowany (PE-X). Polietylen sieciowany jest to polietylen PE-HD poddawany specjalnej obróbce i w zależności od metody sieciowania rozróżnia się jego cztery rodzaje (a, b, c, i d). Systemy instalacyjne z tego tworzywa są elastyczne, ciągliwe i odporne na niskie temperatury. Przeznaczone są do pracy ciągłej w temperaturze nieprzekraczającej 90°C i zachowują elastyczność do –10°C. Można je stosować do instalacji wody zimnej, ciepłej, a także do instalacji c.o. Jest odporny na działanie większości kwasów i zasad. Do łączenia PE-X wykorzystuje się złączki gwintowane, zaciskowe i samozaciskowe z miedzi, mosiądzu lub tworzywa sztucznego PPSU. Elastyczność materiału pozwala na dosyć dowolne i mniej pracochłonne wykonywanie łuków oraz pętli, a także podejść. Systemy instalacyjne z PE-X przeznaczone do instalacji c.o. i ogrzewania podłogowego mają warstwę antydyfuzyjną, która zapobiega wnikaniu tlenu do wnętrza instalacji. Ochrona antydyfuzyjna może być wykonana np. z warstwy aluminium, umieszczonej pomiędzy dwiema warstwami polietylenu.

Rury wielowarstwowe. Określenie to do niedawna kojarzone było z systemami wykonanymi z PE-X z barierą antydyfuzyjną z aluminium. Obecnie na rynku pojawiają się coraz to nowe systemy, do produkcji których używa się wielu materiałów i stosuje się różną kolejność warstw. Do oznaczenia tych rur stosuje się skróty nazw materiałów użytych do ich produkcji i wskazujących na kolejność warstw materiałów. Na przykład: PEX/AL/PEX; PP-R/AL/PP-R; PP-R/AL/PP; PEX/AL/HDPE. Najczęściej warstwa antydyfuzyjna wykonywana jest z aluminium.

W rurach wielowarstwowych stosuje się także np. warstwy z kopolimerów winylowoalkoholowych oraz warstwy z polipropylenu zbrojonego włóknem szklanym. Ponadto stosowane są kleje zespalające warstwy, a nawet zewnętrzne warstwy dekoracyjne. Materiały te spełniają też inne istotne funkcje, np.: zmniejszają liniową rozszerzalność termiczną rury, zwiększają jej odporność na uszkodzenia mechaniczne i działanie substancji żrących, ułatwiają zginanie i układanie. Na przykład rury PEX/Al/PEX mają cechy metalu plastycznego, tzn. zachowują nadany jej kształt i dają się łatwo formować, nie ulegają naprężeniom i nie wymagają tak dużej liczby mocowań jak zwykły PE czy PE-X. Rury wielowarstwowe są twardsze od rur z samych polimerów i dlatego do ich łączenia wykorzystuje się złączki mosiężne zaciskane lub zaprasowywane. Rury wielowarstwowe stosuje się do instalacji zimnej i ciepłej wody oraz centralnego ogrzewania. O zakresie ich stosowania decydują użyte warstwy materiałów.

Polipropylen (PP). Ze względu na strukturę wyróżnia się polipropylen izotaktyczny, syndiotaktyczny i ataktyczny. W systemach instalacyjnych wykorzystywany jest polipropylen ataktyczny, oznaczany jako PP-3 lub PP typ 3, a także PP-R. Wykazuje on odporność chemiczną na wiele związków chemicznych, w tym kwasów o dużym stężeniu, soli organicznych i zasad. Produkowane z niego systemy instalacyjne mogą pracować w temperaturach poniżej 0°C. Może być stosowany do temperatury medium +90°C. Duża sztywność polipropylenu (choć mniejsza niż PVC) umożliwia wykorzystanie go do układania pionów, gałązek i podejść. Polipropylen stosowany jest w instalacjach zimnej i ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania, instalacjach i sieciach kanalizacyjnych.

W instalacjach c.o., w celu zmniejszenia wydłużalności cieplnej polipropylenu, stosuje się wkładkę aluminiową lub warstwę włókna szklanego. Łączy się go przez zgrzewanie w temperaturze 240–270°C lub za pomocą łączników gwintowanych albo kołnierzowych z wkładkami mosiężnymi.

Polipropylen (PP). Ze względu na strukturę wyróżnia się polipropylen izotaktyczny, syndiotaktyczny i ataktyczny. W systemach instalacyjnych wykorzystywany jest polipropylen ataktyczny, oznaczany jako PP-3 lub PP typ 3, a także PP-R. Wykazuje on odporność chemiczną na wiele związków chemicznych, w tym kwasów o dużym stężeniu, soli organicznych i zasad. Produkowane z niego systemy instalacyjne mogą pracować w temperaturach poniżej 0°C. Może być stosowany do temperatury medium +90°C. Duża sztywność polipropylenu (choć mniejsza niż PVC) umożliwia wykorzystanie go do układania pionów, gałązek i podejść. Polipropylen stosowany jest w instalacjach zimnej i ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania, instalacjach i sieciach kanalizacyjnych.

W instalacjach c.o., w celu zmniejszenia wydłużalności cieplnej polipropylenu, stosuje się wkładkę aluminiową lub warstwę włókna szklanego. Łączy się go przez zgrzewanie w temperaturze 240–270°C lub za pomocą łączników gwintowanych albo kołnierzowych z wkładkami mosiężnymi. Polibutylen (PB). Instalacje z PB wytrzymują temperaturę 90–95°C. Polibutylen jest elastyczny także w niskich temperaturach, nawet do –15°C, co pozwala na układanie rur zimą. Rury można wyginać i prowadzić praktycznie jak kable elektryczne. Elastyczność w połączeniu z długością zwojów pozwala optymalizować jednorodne odcinki instalacji bez zbędnych połączeń (mufy, kolana). Jednak wymaga ona dużej liczby mocowań ze względu na pamięć kształtu. Polibutylen jest odporny na zamarzanie medium w instalacji – w miejscu korka lodowego rozszerza się i po jego rozmarznięciu rura powraca do pierwotnego kształtu. Jest też odporny na uderzenia i nie odkształca się pod wpływem długotrwałych obciążeń. Jego istotną cechą jest to, że jest to materiał bakteriostatyczny i ze wszystkich systemów instalacyjnych z tworzyw sztucznych jest najmniej podatny ma rozwój bakterii Legionella w instalacjach c.w.u. Rury z polibutylenu stosuje się w instalacjach wody zimnej i ciepłej, c.o. i instalacjach ogrzewania podłogowego. Łączy się je przez zgrzewanie oraz za pomocą łączników zaciskowych i złączek gwintowanych z wkładkami mosiężnymi. W rurach dla potrzeb c.o. zjawisko dyfuzji tlenu do medium jest eliminowane poprzez stosowanie powłok antydyfuzyjnych.