Izolacje techniczne – wymagania prawne

W przeszłości głównym źródłem wiedzy o szczegółowych wymaganiach dotyczących stosowania izolacji cieplnych instalacji były polskie normy, przywoływane w odpowiednich rozporządzeniach. Wraz z nowelizacją aktów prawnych zawierających wytyczne dotyczące obiektów budowlanych i ich infrastruktury, podyktowaną koniecznością dostosowania prawodawstwa polskiego do wymogów dyrektyw UE oraz postępu technicznego, nastąpiła istotna zmiana wymagań dotyczących stosowania i grubości izolacji technicznych.

Pomimo że nowe wymagania obowiązują od początku 2009 r., wciąż spotkać się można z wątpliwościami dotyczącymi kwestii projektowania izolacji technicznych, czego przykładem są dyskusje toczące się podczas spotkań branżowych i na popularnych forach internetowych. W przepisach i polskich normach najwięcej uwagi poświęcono izolacji cieplnej instalacji grzewczych, co jest uzasadnione ze względu na ich powszechne wykorzystywanie we wszystkich rodzajach obiektów budowlanych, oraz straty ciepła związanym z dużymi różnicami temperatury pomiędzy czynnikiem grzejnym a otoczeniem.

Podstawowym aktem prawnym zawierającym wytyczne dotyczące stosowania izolacji cieplnej jest rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. Nowe zapisy, obowiązujące od 1 stycznia 2009 r. [2], spowodowały pewne trudności w interpretacji tych przepisów.

Minimalna grubość izolacji w rozporządzeniu i normie

W załączniku nr 2 do rozporządzenia w sprawie warunków technicznych zamieszczono informacje na temat wymaganych minimalnych grubości izolacji cieplnej przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach c.o., c.w.u. (w tym przewodów cyrkulacyjnych), chłodu i ogrzewania powietrznego (tab. 1). Należy podkreślić, że po raz pierwszy pojawiły się w prawie zapisy określające minimalną grubość izolacji cieplnej dla instalacji wody lodowej i ogrzewania powietrznego.

Dodatkowo w kwestiach szczegółowych dotyczących izolacji cieplnej instalacji ogrzewania wodnego rozporządzenie przywołuje (§ 135 ust. 4) normę PN-B-02421:2000 Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze [3]. W normie tej również znaleźć można wymagania dotyczące minimalnej grubości izolacji cieplnej (tab. 2), jednak w dużej mierze odbiegające od zapisów rozporządzenia, co niekiedy wywołuje wątpliwości, którą wartość należy przyjąć.

Z porównania wytycznych normy z wymaganiami rozporządzenia wynika, że duża część wymagań minimalnych określonych przez normę traci zastosowanie (tab. 3). Rozporządzenie ministra infrastruktury jest aktem nadrzędnym w stosunku do polskiej normy, zatem wymagania w nim zawarte mają pierwszorzędne znaczenie.

W treści rozporządzenia, podobnie jak we wcześniejszych jego wersjach, przywołana została jednak norma PN-B-02421, a zatem zdaniem autora, jeżeli wymagania dotyczące minimalnej grubości izolacji zawarte w normie są bardziej rygorystyczne niż w rozporządzeniu, należy przyjmować wartości z normy, a w pozostałych przypadkach obowiązują wartości wymienione w rozporządzeniu.

Projektowanie i wykonanie zgodnie z normą

Pomimo zmian dotyczących minimalnej grubości pozostałe zalecenia określone przez normę PN-B-02421:2000 zostały utrzymane. Sprecyzowano w niej wymagania dotyczące projektowania i wykonywania izolacji w instalacjach c.o., c.w.u. oraz wody technologicznej, a także w sieciach ciepłowniczych prowadzonych w kanałach, tunelach, budynkach oraz napowietrznie, o temperaturze czynnika do 200°C [3, 4].

Izolacja cieplna

Zgodnie z normą izolację cieplną należy stosować w instalacjach grzewczych znajdujących się w pomieszczeniach nieogrzewanych i pomieszczeniach źródeł ciepła, a także na przewodach pionów prowadzonych po wierzchu ścian w pomieszczeniach ogrzewanych, w których wewnętrzna temperatura obliczeniowa ti < 12°C.

Jeżeli zużycie energii cieplnej w budynku rozliczane jest na podstawie podzielników ciepła, to zaleca się stosowanie izolacji również w pomieszczeniach o temperaturze ti ≥ 12°C.Należy izolować całą powierzchnię prostych odcinków przewodów, kształtek i połączeń przewodów oraz, w miarę możliwości, całą powierzchnię bądź jej część urządzeń służących do wymiany lub magazynowania ciepła oraz armatury, z wyjątkiem zaworów bezpieczeństwa, silników pomp i siłowników zaworów bezpieczeństwa.

Materiały izolacyjne powinny mieć certyfikat lub deklarację zgodności z polską normą albo aprobatą techniczną (dla wełny mineralnej skalnej i szklanej wymagany jest także certyfikat na znak „B”). Izolacja instalacji w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi powinna być wykonana przy użyciu materiałów mających świadectwo oceny higienicznej i zdrowotnej (atest higieniczny). Dodatkowo materiały izolacyjne powinny charakteryzować się następującymi cechami:

• zaklasyfikowanie co najmniej jako nierozprzestrzeniające ognia (wg PN-B-02873:1996 [5]),
• odporność na działanie przewidywanej maksymalnej temperatury eksploatacji instalacji,
• obojętność chemiczna w stosunku do materiału, z którego wykonany jest izolowany element,
• odporność na działanie wody i otoczenia,
• wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne występujące podczas transportu,
• montażu i eksploatacji.

Warunek wykonania izolacji cieplnej i akustycznej instalacji ogrzewczej, a także wodociągowej i kanalizacyjnej w sposób zapewniający nierozprzestrzenianie ognia zapisany jest także w rozporządzeniu (§ 267 ust. 8) [1, 2].

Obliczanie grubości izolacji

Norma określa minimalne grubości izolacji, jakie należy stosować w instalacjach grzewczych, w zależności od średnicy rury, temperatury transportowanego czynnika oraz temperatury otoczenia dla materiału izolacyjnego o współczynniku przewodzenia ciepła, w temperaturze 40°C, λ = 0,035 W/(mK). Dla materiałów izolacyjnych o innym współczynniku przewodzenia ciepła właściwą grubość izolacji należy obliczyć, posługując się wzorem:

gdzie:
e – grubość izolacji określona zgodnie z normą (tab. 2) [mm],
D – średnica zewnętrzna przewodu [mm],
λ₁ – współczynnik przewodzenia ciepła materiału w temperaturze 40°C [W/(mK)].

Należy zaznaczyć, że norma dopuszcza stosowanie izolacji o mniejszych grubościach, jeżeli jest to uzasadnione z ekonomicznego punktu widzenia i poparte odpowiednią analizą (rachunkiem ekonomicznym inwestycji). Mniejsze grubości izolacji mogą być również stosowane w przypadku instalacji prowadzonych w bruzdach ściennych i podłogowych.

Płaszcz ochronny

Według zaleceń normy płaszcze ochronne powinny być stosowane w napowietrznych sieciach ciepłowniczych, a także w sieciach i instalacjach usytuowanych w pomieszczeniach, jeżeli zastosowanie płaszcza jest uzasadnione ze względów technicznych. Materiały do wykonania płaszcza powinny charakteryzować się cechami podobnymi do materiałów izolacyjnych, takimi jak: odporność na działanie wody i otoczenia, obojętność chemiczna w stosunku do materiału izolacyjnego i materiału instalacji, wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne.

Płaszcz ochronny powinien być wyposażony w odpowiednią konstrukcję wsporczą zapewniającą stałą odległość zewnętrznej powierzchni izolacji od instalacji, jeżeli jest wykonany:

• z materiałów miękkich, takich jak cienkie taśmy aluminiowe, papy asfaltowe na taśmie aluminiowej lub folie z tworzyw sztucznych, jeżeli średnica zewnętrzna izolacji jest większa niż 279 mm,
• z blachy stalowej niezależnie od średnicy.

Dokumentacja techniczna instalacji

Powinna ona zawierać m.in.:

• informacje na temat rodzaju materiału, z jakiego należy wykonać izolację właściwą oraz płaszcz ochronny, jeżeli jest wymagany,
• dane o grubości izolacji, dobranej zgodnie z zaleceniami normy, oraz liczbie warstw i grubościach handlowych materiałów zastosowanych w projekcie,
• wytyczne dotyczące montażu izolacji i płaszcza ochronnego,
• zestawienie liczby materiałów i akcesoriów niezbędnych do wykonania izolacji.

Wymagania normy uznaniowej

Poza wymaganiami prawnymi przedstawionymi w rozporządzeniu [1, 2] i normie PN-B-02421:2000 [3] grubość izolacji, w tym dotyczącej instalacji chłodniczych, może być określona na podstawie normy uznaniowej PN-EN ISO 12241:2008 Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Zasady obliczania [6].

Norma szczegółowo opisuje zasady obliczania właściwości wyposażenia budynku i instalacji przemysłowych związanych z wymianą ciepła przeważnie w stanie ustalonym przy założeniu jednowymiarowego przepływu ciepła, w tym:

• współczynnika przewodzenia ciepła przez ścianki płaskie, cylindry wydrążone (rury), sfery jedno- i wielowarstwowe oraz ściany przewodu o przekroju prostokątnym,
• współczynnika przejmowania ciepła wewnątrz i na zewnątrz budynku przez promieniowanie i konwekcję,
• współczynnika przenikania ciepła, temperatury na powierzchni.

Dokument zawiera także procedurę obliczania grubości izolacji cieplnej zapobiegającej kondensacji powierzchniowej pary wodnej wraz z przykładową tabelą z minimalnymi wymaganymi grubościami izolacji dla różnych średnic zewnętrznych przewodów (17,2–1016 mm) w zależności od temperatury transportowanego medium (w zakresie od +15 do –75°C) oraz wilgotności względnej powietrza otaczającego (φ = 80 i 85%).

Dodatkowo wskazuje dopuszczalne różnice temperatur pomiędzy powierzchnią izolacji i otaczającym powietrzem przy różnych wartościach wilgotności względnej, przy której rozpoczyna się proces kondensacji pary wodnej (zakres: ti = –20–50°C; φ = 30–95%). Norma PN-EN ISO 12241:2008 [6] porusza także zagadnienia związane z obliczaniem zmiany temperatury oraz czasu stygnięcia i zamarzania w rurach, zbiornikach i pojemnikach, obliczeniami dla rurociągów podziemnych oraz określaniem wpływu mostków cieplnych na straty ciepła.

Izolacje instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych

Stosowanie izolacji technicznych konieczne jest również w przypadku instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Zgodnie z rozporządzeniem [1] (§ 153 ust. 8) w izolację cieplną i przeciwwilgociową należy wyposażyć przewody instalacji klimatyzacji, recyrkulacji powietrza, prowadzące do urządzeń odzysku ciepła, a także przewody prowadzące powietrze zewnętrzne przez pomieszczenia ogrzewane. Przewody prowadzone przez pomieszczenia lub przestrzenie nieogrzewane należy wyposażyć w izolację cieplną spełniającą dodatkowo warunki dotyczące nierozprzestrzeniania ognia (§ 153 ust. 7).

W prawie polskim nie ma jednoznacznych wymagań dotyczących minimalnej grubości izolacji dla przewodów wentylacyjnych. Rozporządzenie określa jedynie grubość izolacji instalacji ogrzewania powietrznego, której funkcję może niekiedy pełniać instalacja wentylacji mechanicznej. Trudno jednak odnieść pojęcie „ogrzewanie powietrzne” do wszystkich systemów wentylacji i klimatyzacji.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75,  poz. 690, ze zm.).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 201, poz. 1238).
3. PN-B-02421:2000 Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze.
4. Ziętek P., Izolacje techniczne w przepisach prawa i Polskich Normach, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” nr 7/2009.
5. PN-B-02873:1996 Ochrona przeciwpożarowa budynków. Metoda badania stopnia rozprzestrzeniania ognia po instalacjach rurowych i przewodach wentylacyjnych.
6. PN-EN ISO 12241:2008 Izolacja cieplna wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych. Zasady obliczania.
7. Ziętek P., Izolacje techniczne w instalacjach sanitarnych, mat. konf. „Forum Wentylacja”, Warszawa 2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!