Izolacja do rur kanalizacyjnych: rodzaje, zasady wyboru i przegląd technologii układania

Na pracę rur kanalizacyjnych wpływa wiele czynników, w tym zimno. Aby system mógł normalnie funkcjonować nawet przy bardzo niskich temperaturach, należy odpowiednio dobrać izolację termiczną rur kanalizacyjnych i przeprowadzić jej montaż.

Materiały izolacyjne są dostępne na rynku w szerokim asortymencie, a zdecydowanie się na zakup bywa dość trudne, prawda? Pomożemy Państwu w rozwiązaniu tego problemu. W artykule przedstawiono przegląd różnych rodzajów izolacji, opisano ich charakterystyki, cechy montażu i zastosowania.

Zasady wyboru izolacji

Na rynku budowlanym jest ogromny wybór materiałów izolacyjnych, ale nie wszystkie można stosować jako izolację rur kanalizacyjnych.

Głównym zadaniem izolacji nie jest ogrzewanie odpływu, lecz zmniejszenie wymiany ciepła między otoczeniem a cieczą krążącą w rurach.

Aby izolacja rur skutecznie spełniała swoją główną funkcję – zachowanie ciepła, musi spełniać 7 podstawowych wymagań:

• mieć jak najniższy współczynnik przewodzenia ciepła;
• zachowywać swoje właściwości przez długi czas;
• wytrzymywać duże wahania temperatury;
• mieć dobre właściwości hydroizolacyjne;
• być odpornym na agresywne działanie środowiska;
• nie wspomagać spalania i nie wydzielać toksycznego dymu;
• być łatwym w montażu;

Izolacji termicznej podlegają rury kanalizacyjne zewnętrzne oraz magistrala ułożona w nieogrzewanym pomieszczeniu. Wyjątkiem są tylko te regiony, gdzie nawet zimą nie ma temperatury poniżej 0°C.

Dla pozostałych pozostaje tylko kwestia wyboru metody i materiału. Izolacje wybiera się na podstawie reputacji producenta lub marki, ale najpewniejszym sposobem jest orientacja na materiał wykonania.

Aby lepiej zorientować się w różnorodności produkowanych izolacji, należy kierować się 3 zasadami: jeśli znaleziono kilka materiałów, które spełniają stawiane im wymagania, należy wybrać ten najtańszy, najłatwiejszy w montażu, od dawna znany na rynku i dobrze sprawdzony.

Najczęściej rury kanalizacyjne izoluje się wełną mineralną, keramzytem, styropianem oraz pianką poliuretanową. Stosowane są również izolacje płynne. Wszystkie one służą do pasywnej izolacji termicznej.

Oprócz nich istnieją jeszcze 2 sposoby ochrony rur przed mrozem – układanie poniżej poziomu zamarzania warstw gruntu oraz stosowanie aktywnych izolacji. Do tych ostatnich należy izolacja kablem.

Izolacja z wełny mineralnej

Z definicji zawartej w normie GOST 31913-2011 można wywnioskować, że wełnę mineralną należy zaliczyć do klasy materiałów włóknistych, do produkcji których wykorzystuje się stopy skał i żużli metalicznych.

Samo pojęcie obejmuje 3 rodzaje materiału:

• włókno szklane;
• wełna żużlowa;
• wełna kamienna.

Mają różną grubość i długość włókna, różne wartości przewodności cieplnej, odporności na wilgoć, różnie reagują na obciążenia mechaniczne, ale skład we wszystkich jest identyczny. Różnią się również parametry wełny mineralnej produkowanej przez różnych producentów.

Podstawą wełny mineralnej są skały, stanowią one około 90%. Resztę stanowią dodatki – glina bentonitowa oraz żywice na bazie fenolu.

Wełna mineralna spełnia główne wymagania – ma niską przewodność cieplną, odporność na pleśń, grzyby i ogień. Istnieją 4 odmiany tego materiału: z włóknami ułożonymi poziomo, pionowo, przestrzennie oraz karbowane.

Wełna mineralna ma szereg cech, które skłaniają do zastanowienia przed podjęciem decyzji o jej wyborze.

Do wad izolacji należą:

• obecność w jej składzie żywic formaldehydowych, które negatywnie wpływają na zdrowie;
• zdolność do osiadania pod wpływem obciążeń mechanicznych, a w konsekwencji powstawanie „mostków termicznych”;
• wysoka nasiąkliwość, przez co izolacja wymaga dobrej hydroizolacji.

Izolacje wełniane stosuje się do wyposażenia odcinków odkrytych rurociągów kanalizacyjnych. Nie układa się ich wokół rur znajdujących się w ziemi.

Po zamoczeniu ten rodzaj izolacji termicznej praktycznie całkowicie traci swoje właściwości i często staje się przyczyną pojawienia się rdzy na metalowych podziemnych instalacjach.

Montaż izolacji termicznej z wełny mineralnej przeprowadza się w 3 etapach:

1. Na rury nakleja się spiralnie taśmę foliową.
2. Rurę szczelnie owija się izolacją. Przy tym szwy w miejscach łączenia muszą być dopasowane.
3. Izolację termiczną mocuje się na rurach poprzez owinięcie taśmą sanitarną.

Biorąc pod uwagę, że gęstość materiału jest niewielka i dobrze chłonie wilgoć, konieczna będzie hydroizolacja. W tym celu stosuje się folię lub papę. Obecność warstwy foliowej na izolacji ułatwia zadanie, ale końce i tak trzeba będzie zaizolować.

Izolacja rur wełną szklaną

Wełna szklana, jako jeden z rodzajów wełny mineralnej, ma wszystkie jej pozytywne i negatywne cechy. Jest to materiał naturalny otrzymywany z surowców takich jak kwarcyty czy piasek.

Współczynnik przewodzenia ciepła tego izolatora wynosi 0,028-0,034. Im większa grubość, tym jest mniejszy. Średni wskaźnik gęstości to 150-200 kg/m³.

Proces otrzymywania wełny szklanej polega na topieniu materiału wyjściowego z podniesieniem temperatury do 1400°C. Przy tym stopione szkło jest przedmuchiwane parą, w wyniku czego powstają cienkie nici. Są one impregnowane roztworami wiążącymi, aerozolami polimerowymi, następnie w celu wyrównania i formowania podawane na specjalne walce, a potem materiał przechodzi etap polimeryzacji, chłodzenia i cięcia.

W celu zmniejszenia higroskopijności niektórzy producenci oferują wełnę szklaną z gotową warstwą izolacji. Może to być folia lub tkanina szklana. Należą do nich takie popularne izolacje jak Ursa, Knauf, Isover. Izolator z włókna szklanego trafia na rynek budowlany w postaci mat, rolek, cylindrów.

Czy można izolować rury kanalizacyjne wełną żużlową?

Materiał jest produktem ubocznym technologii wytapiania żeliwa. Wełna żużlowa ma luźną strukturę i jedną bardzo nieprzyjemną cechę charakterystyczną dla produktów wielkopiecowych – resztkową kwaśność.

W warunkach wilgoci na powierzchni zaizolowanej tym materiałem tworzą się kwasy, które negatywnie wpływają zarówno na metal, jak i na plastik. Wełna żużlowa topi się w temperaturze 300°C, ma współczynnik przewodzenia ciepła 0,46-0,48, grubość włókna w zakresie od 4 do 12 mikronów. Cechuje się niską ekologicznością.

Współczynnik absorpcji wody tej izolacji do rur kanalizacyjnych jest wyższy niż w przypadku wełny szklanej. Materiał jest niestabilny na wahania temperatury, dlatego jego żywotność jest krótka.

Z tego powodu do izolacji rur kanalizacyjnych jest on, podobnie jak inne wełniane warianty, rzadko używany; stosuje się go tylko do izolacji naziemnych odcinków komunikacji.

Surowcem do produkcji wełny mineralnej są skały. Wełna bazaltowa to trwały materiał o gęstości 25-200 kg/m³ i niskim współczynniku przewodzenia ciepła – 0,03–0,04.

Jest bardzo odporna na wahania temperatury – nie traci pierwotnych właściwości w zakresie od -60 do +200°C, a topnienie zaczyna się, gdy temperatura wzrasta powyżej 1000°C.

Wełnę bazaltową produkuje wielu renomowanych producentów w różnych formach: w rolkach, matach, cylindrach. Najbardziej znane firmy to TechnoNicol, Rockwool, Knauf.

Włókna wełny kamiennej mają takie same parametry jak wełny żużlowej, ale są znacznie bardziej elastyczne. Dlatego nie łamią się, nie dostają się do dróg oddechowych, nie podrażniają skóry. Ale wady ma również ten rodzaj wełny mineralnej – wysoki koszt, niewystarczająca wytrzymałość oraz ta sama substancja fenolowa w niektórych markach materiału.

Izolacja termiczna ze styropianu do rur

Powłoki styropianowe są popularnym izolatorem do izolacji rur kanalizacyjnych. Dwa procent jego składu to małe granulki polistyrenowe o wielkości od 1 do 5 mm, pozostałe 98% to powietrze. Po obróbce materiału środkiem porotwórczym granulki zyskują lekkość, elastyczność, przyciągają się do siebie i sklejają.

Poprzez prasowanie, a następnie obróbkę parą o wysokiej temperaturze, materiałowi nadaje się odpowiedni kształt.

W rzeczywistości jest to zwykły styropian, ale w formie powłoki przeznaczonej do wielokrotnego użytku. Różnica między współczynnikiem przewodzenia ciepła izolacji styropianowej (0,03–0,05) a wełną mineralną jest niewielka. Powłoka w kształcie półkul radzi sobie z zadaniem zatrzymywania ciepła całkiem skutecznie.

Powłoka styropianowa może składać się z 2 lub 3 elementów. Po ich bokach znajdują się zamki z mechanizmem mocującym. Powłokę dobiera się do średnicy rury, nakłada i zatrzaskuje.

Ponieważ styropian nie jest zbyt odporny na działania mechaniczne, producenci wyposażają powłoki w zewnętrzną warstwę z folii aluminiowej, włókna szklanego i innych materiałów.

Wysokie właściwości termoizolacyjne zapewniają cienkościenne mikrokomórki, które nie przepuszczają ciepła. Żywotność powłoki termoizolacyjnej jest dość długa – około 50 lat.

Istnieją 2 rodzaje tego materiału – zwykły i ekstrudowany polistyren. Charakterystyki tego drugiego są wyższe, ale i cena jest wyższa.

Mimo wielu pozytywnych cech, polistyren ma również wady. Nie toleruje promieniowania UV, dlatego przy układaniu rur w miejscach odkrytych wymagana jest dodatkowa ochrona przed słońcem. Materiał ten jest gęsty, ale kruchy, a podczas spalania może powodować zatrucie, ponieważ wydzielany przez niego dym jest trujący.

Prace montażowe są tak proste, że nie wymagają specjalnych kwalifikacji. Zakładając segmenty izolacji na rurę kanalizacyjną, wykonuje się zakładkę, przesuwając je względem siebie na długości o 200-300 mm. Aby uniknąć mostków termicznych, elementy izolacji termicznej łączy się ze sobą za pomocą systemu na ćwierć lub pióro-wpust.

Po wykonaniu połączenia obie części mocno ściska się. Miejsca kontaktu zakleja się taśmą. Czasami spoiny smaruje się klejem, ale wtedy izolacja traci taką zaletę, jak możliwość ponownego użycia, ponieważ przy demontażu trzeba będzie ją przeciąć.

Na płaszcz nakłada się osłonę ochronną, która jest dołączona do zestawu, lub po prostu owija się folią polietylenową, jeśli jej nie ma.

Powłokę stosuje się zarówno na trasach naziemnych, jak i do układania magistrali pod ziemią. Izolację tę można założyć na rurę o minimalnej średnicy 1,7 cm i maksymalnej – 122 cm. Już przy średnicy 200 mm cylinder składa się z 4 elementów, a w przypadku dużych wyrobów może ich być nawet 8.

Rowy z rurami kanalizacyjnymi zasypuje się najpierw piaskiem na wysokość około 0,2 m, a następnie ziemią. W regionach z bardzo mroźną zimą izolację termiczną w postaci powłoki z polistyrenu uzupełnia się kablem grzewczym, umieszczając go pod płaszczem.

Skorupy z pianki poliuretanowej

Cylindry poliuretanowe – dobra alternatywa dla odpowiedników styropianowych. Różnią się od nich większą gęstością, a współczynnik przewodzenia ciepła jest prawie taki sam.

Wyższa jest u pianki poliuretanowej odporność na oddziaływania mechaniczne. Szerszy jest również zakres temperatur, w którym może ona być eksploatowana bez utraty właściwości wytrzymałościowych.

Normalny zakres temperatur dla płaszcza z poliuretanu wynosi -180°C – +130°C. Wysoki jest również wskaźnik bezpieczeństwa pożarowego tego materiału – zapala się w temperaturze 415°C, a następnie następuje samogaśnięcie.

Izolacja cieplna ma postać półcylindrów wyposażonych w poprzeczne lub podłużne zatrzaski. Aby zwiększyć niezawodność ochrony, płaszcz czasami umieszcza się w specjalnych ocynkowanych osłonach z zamkami, ale częściej po prostu nakłada się specjalne powłoki.

Zastosowanie pianki polietylenowej

Jako izolację rur kanalizacyjnych często stosuje się spieniony polietylen. Nie jest to materiał bardzo gęsty – do 40 kg/m³. Współczynnik przewodzenia ciepła mieści się w granicach 0,05.

Nie zmienia swoich właściwości podczas eksploatacji w zakresie temperatur od -50°C do +90°C. Niewielka grubość materiału pozwala zaoszczędzić miejsce, dlatego jego zastosowanie jest uzasadnione tam, gdzie między rurami a ścianą pozostaje bardzo mała szczelina.

Spieniony polietylen dobrze znosi nawet długotrwałe działanie wilgoci. Jest ognioodporny. Wytrzymuje temperatury powyżej 300°C. Gdy materiał się pali, jego emisje do atmosfery nie zawierają niebezpiecznych toksyn.

Zaletami izolacji są lekkość, trwałość, przystępna cena. Izolację tę wytwarzają tacy producenci, jak Magniflex i Penofol, Energoflex, Termoflex. Jest ona produkowana w postaci cylindrów o różnych średnicach oraz w rolkach. Istnieją warianty foliowane jednostronne i dwustronne.

Ten wariant izolacji cieplnej w instalacjach rur kanalizacyjnych jest stosowany rzadko, używany do izolacji odcinków instalacji znajdujących się w piwnicach i nad ziemią.

Zastosowanie folgoizolu do izolacji rur

Najczęściej materiał jest używany do komunikacji zewnętrznej wykonanej z rur metaloplastikowych. Istnieją 2 odmiany folgoizolu – SRF i FG. W jego produkcji używa się folii – falistej albo aluminiowej oraz warstwy bitumiczno-polimerowej do spajania.

Dostępny jest w sprzedaży w postaci rolek. Materiał jest wytrzymały, ekologicznie bezpieczny, ma długi okres użytkowania. Sprawdził się dobrze w regionach o zróżnicowanym klimacie.

Spieniona guma jako izolacja

Ten materiał izolacyjny wytwarzany jest na bazie kauczuku naturalnego lub kombinowanego. Charakteryzuje się wysokim bezpieczeństwem pożarowym, elastycznością. Izolację rur z użyciem tego materiału wykonuje się przez sklejanie. W wyniku wzajemnego przenikania powierzchni uzyskuje się wytrzymałe złącze.

Struktura pianki kauczukowej jest zamknięta, porowata. Dzięki temu ma zwiększoną elastyczność. Na rynku budowlanym izolacja ta dostępna jest w postaci arkuszy, cylindrów, rolek.

Izolację termiczną produkują tacy producenci jak włoska firma K-FLEKS, niemieckie firmy ARMAFLEX i KAJFLEKS. Ze względu na wysoki koszt, pianka kauczukowa jest rzadko używana do izolacji rur kanalizacyjnych.

Izolacja kanalizacji keramzytem

Materiał stosuje się do izolacji termicznej rur kanalizacyjnych układanych pod ziemią. Jego prawidłowe działanie jest możliwe tylko w suchym środowisku, dlatego prace izolacyjne wykonuje się w ciepłą, suchą pogodę.

Technologia jest prosta:

1. Pod rurą umieszcza się 2 warstwy membrany z nałożeniem tkaniny na ściany wykopu.
2. Zasypuje się keramzyt.
3. Układa się na zakładkę brzegi tkanin na keramzycie.

W przypadku kontaktu z wilgocią ten sypki materiał traci swoje właściwości. Wskazane jest stosowanie go w regionach o klimacie umiarkowanym, ponieważ nie jest zbyt skuteczny jako izolacja.

Ponieważ podstawą tego materiału jest glina, zachował on wszystkie jej cechy. Keramzyt jest chemicznie obojętny, nie sprzyja procesom gnilnym, ale jest niestabilny na gwałtowne uderzenia i dobrze wchłania wilgoć.

Gęstość materiału zależy od jego marki. Istnieje kilka rodzajów keramzytu o różnej gęstości, kształtach i rozmiarach granulek. Wysokiej jakości keramzyt ma prawidłowy okrągły kształt i jednolitą strukturę wewnętrzną.

Farba termoizolacyjna jako izolacja

Wizualnie farba termoizolacyjna przypomina zwykłą farbę. Jej zaletą jest to, że można ją nakładać na powierzchnie o dowolnym kształcie. Warstwa farby tworzy szczelne, elastyczne pokrycie działające na zasadzie termosu.

Powłoka o wysokich właściwościach energooszczędnych to wielopoziomowy system, który obejmuje próżniowe mikrosfery różnych typów, spoiwo akrylowe, dodatki modyfikujące zapobiegające powstawaniu rdzy na powierzchni rur metalowych i pleśni.

Do produkcji mikrosfer używa się ceramiki, perlitu, pianki szklanej i innych substancji o właściwościach termoizolacyjnych. Farba jest bardzo wygodna w użyciu i tworzy trwałą powłokę.

Efekt pokrycia taką farbą jest taki sam jak izolacji wełną mineralną lub styropianem. Nakłada się ją ręcznie za pomocą wałka lub pędzla, a także natryskiem.

Kiedy potrzebny jest kabel grzejny?

Jeśli rury kanalizacyjne z powodu braku możliwości ich zagłębienia są ułożone na powierzchni ziemi, to najbardziej skutecznym sposobem izolacji dla nich będzie kombinacja kilku materiałów plus kabel elektryczny.

Poniższy wybór zdjęć zapozna Pana/Pani z procesem instalacji kabla grzewczego:

Taki sam sposób izolacji jest uzasadniony również w przypadku, gdy rury znajdują się na głębokości mniejszej niż poziom przemarzania gruntu.

Przyczyną ułożenia rur kanalizacyjnych bez zagłębienia w gruncie może być wysoki poziom wód gruntowych, grunt o strukturze skalistej, wieczna zmarzlina.

Istnieją produkty 2 rodzajów: rezystancyjny i samoregulujący. W przypadku pierwszego konieczne są termoregulatory. Może być jedno- lub dwużyłowy. Najbardziej praktycznym wariantem jest kabel samoregulujący, posiadający skuteczną ochronę przed przegrzaniem i dobrą przewodność cieplną.

Jego opór maleje przy spadku temperatury i rośnie przy jej wzroście. Trzeci rodzaj kabla – strefowy – stosuje się wtedy, gdy trzeba doprowadzić ciepło tylko do poszczególnych odcinków.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Autor odpowiada na pytanie o celowość izolacji rur znajdujących się poniżej poziomu przemarzania:

Zalety stosowania cylindrów termoizolacyjnych z ekstrudowanego polistyrenu:

Bezawaryjna praca systemu kanalizacyjnego w dużej mierze zależy od jakości izolacji termicznej rur. Spośród wszystkich istniejących metod izolacji termicznej rur kanalizacyjnych należy wybrać tę, która odpowiada warunkom klimatycznym, głębokości ułożenia rur oraz specyfice magistrali.

Czy ma Pan/Pani praktyczne umiejętności ocieplania rur kanalizacyjnych? Proszę dzielić się zgromadzoną wiedzą, zadawać pytania dotyczące tematu artykułu i uczestniczyć w dyskusjach. Blok do kontaktu znajduje się poniżej.