Izolacja kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych

Izolacja kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych pełnią niezwykle ważną rolę w każdej instalacji. Warunkują trwałość i bezpieczeństwo jej funkcjonowania, wpływają na energooszczędność instalacji oraz komfort i bezpieczeństwo osób z niej korzystających. W gruncie rzeczy dziś izolacje to nie kaprys, lecz przymus. Na szczęście wybór jest bardzo szeroki i dobór odpowiedniej izolacji cieplnej, która spełniać może różne funkcje – sprawa indywidualna w każdym przypadku – nie stanowi żadnego problemu.


Cel, w jakim stosuje się wszelkie odmiany izolacji termicznych przeznaczonych dla kanałów wentylacyjnych, zawarty jest w samych ich nazwach. Mamy tu więc izolacje przeciwkondensacyjne (zabezpieczenie przed kondensacją, czyli skraplaniem się pary wodnej), izolacje przeciwogniowe oraz izolacje wygłuszeniowe (tłumienie hałasu). Każda zostanie pokrótce omówiona w kolejnych rozdziałach poniżej, lecz należy pamiętać, że absolutnie nadrzędnym zadaniem każdej z nich jest zabezpieczenie przewodów wentylacyjnych przed stratami lub zyskami ciepła, które są wprost proporcjonalne do różnicy temperatur między otoczeniem kanału, a powietrzem przechodzącym przez kanał – a jak wiadomo temperatura powietrza w sieci kanałów wentylacyjnych zawsze odbiega (mniej lub bardziej) od temperatury powietrza w pomieszczeniu, przez które przewody wentylacyjne przebiegają.

Fot. 1. Izolacja termiczna i wygłuszeniowa. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 1. Izolacja termiczna i wygłuszeniowa. Fot. PAROC

Termiczne zadanie izolacji

Uważny czytelnik zapewne już to sobie uzmysłowił, ale trzeba to napisać wprost: każda izolacja termiczna musi być zarazem przeciwogniowa, przeciwkondensacyjna i musi (w jakimś stopniu) wygłuszać hałas wygenerowany przez powietrze, którego ruch w kanałach – w połączeniu z drganiami wentylatora – tworzy nieprzyjemne efekty akustyczne. Jednak termiczna ochrona kanału to podstawowe zadanie każdej izolacji – obojętne czy jest to mata na bazie spienionego polietylenu, mata kauczukowa czy też płyta z wełny szklanej bądź skalnej – i na tym termicznym zadaniu obecnie się skupimy.
Dlaczego jest to takie ważne? Niekontrolowane straty lub zyski ciepła, które pojawiają się przy rezygnacji z izolacji, prowadzą do zwiększenia zużycia energii przez instalację, co w konsekwencji podnosi koszty eksploatacji systemu, a czasem dodatkowo pogarsza warunki wewnątrz obiektu w którym instalacja pracuje. Krótko mówiąc rezygnacja z izolacji termicznej to torpedowanie pracy całego systemu wentylacyjnego – czasem na bardzo mała skalę, a czasem na dużą, odczuwalną zarówno w portfelu jak i w pomieszczeniach wewnątrz obiektu. Inwestycja w izolację termiczną wydaje się nieraz sporym wydatkiem, lecz w dłuższej perspektywie czasowej jest to posunięcie opłacalne – inna sprawa, że kwestie te regulują przepisy prawa i dziś od izolacji kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych de facto nie ma odwrotu. Poza tym należy mieć na uwadze to, że oprócz ochrony termicznej, każda izolacja termiczna pełni pozostałe zadania – niezwykle ważne – o czym w kolejnych rozdziałach.

Fot. 2. Przekrój poprzeczny izolacji z wełny skalnej. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 2. Przekrój poprzeczny izolacji z wełny skalnej. Fot. PAROC
Fot. 3. Izolacja przeciwogniowa okrągłych kanałów wentylacyjnych matą PAROC Hvac Fire Mat AluCoat. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 3. Izolacja przeciwogniowa okrągłych kanałów wentylacyjnych matą PAROC Hvac Fire Mat AluCoat. Fot. PAROC
Fot. 4. Izolacja przeciwogniowa prostokątnych kanałów wentylacyjnych płytami PAROC Hvac Fire Slab. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 4. Izolacja przeciwogniowa prostokątnych kanałów wentylacyjnych płytami PAROC Hvac Fire Slab. Fot. PAROC

Wiodące materiały stosowane w izolacjach przewodów wentylacyjnych

Absolutnym numerem jeden – ze względu na wszechstronność zastosowania – jest wełna mineralna, która dzieli się na dwa rodzaje – wełnę skalną i szklaną. Oba rodzaje tych izolatorów świetnie się sprawdzają i z pozoru są do siebie bardzo podobne, lecz w gruncie rzeczy istotnie się różnią, dlatego rozmawiając o wełnie mineralnej powinno się zawsze doprecyzować o który z tych dwóch rodzajów wełny chodzi – o wełnę skalną czy mineralną. Nazwa każdej z nich zdradza pochodzenie: wełna skalna powstaje na bazie kruszyw wapiennych, bazaltów, dolomitów czy gabra (zasadowa skała głębinowa), zaś szklana powstaje (w bardzo podobnym procesie) z piasku kwarcowego i/lub ze stłuczki szklanej, czyli odpadów szklanych pozyskanych w drodze recyklingu. Przy produkcji obu wełen surowce bazowe zostają roztopione w bardzo wysokiej temperaturze po czym rozwłóknione. Włókna łączy się ze sobą przy użyciu specjalnych żywic fenolowo-formaldehydowych (powstałych na katalizatorach organicznych lub nieorganicznych), a na koniec formuje się finalne wyroby, czyli maty, otuliny, płyty, itp.
Opisane wyżej zróżnicowane surowce bazowe wpływają na znaczące różnice między wełną skalną i szklaną, jeśli chodzi o ich parametry i właściwości. Wełna szklana jest lżejsza, bardziej elastyczna – lepiej się dopasowuje do kształtu przewodu wentylacyjnego. Za to jest mniej odporna na ogień – podczas gdy szklana zaczyna się topić przy 700º C, wełna skalna nadal zachowuje swoje właściwości i ulega ogniowi dopiero przy temperaturze około 1000º C. W kwestii izolacyjności akustycznej oba rodzaje wełny skutecznie tłumią energię akustyczną i są w tym na tyle dobre, że oba znajdują się na liście najbardziej polecanych do tego celu izolatorów. Natomiast z punktu widzenia izolacyjności temperaturowej lepszym wyborem jest wełna szklana, która osiąga wymagany współczynnik przewodzenia cieplnego przy gęstości o ponad połowę mniejszej, niż ma to miejsce w przypadku wełny skalnej. Za to oba rodzaje wełny mineralnej są niestety paroprzepuszczalne i dlatego by mogły pełnić funkcje izolacji przeciw-kondensacyjnej, muszą być wyposażone w szczelną powłokę, choćby taką, jaką niewątpliwie jest zbrojona folia aluminiowa.
Kolejnym często stosowanym materiałem jest syntetyczny kauczuk (o bardzo niskim współczynniku przewodzenia ciepła), czyli tworzywo o bardzo wysokiej elastyczności, dobrych właściwościach akustycznych (tłumienie dźwięków) i – co bardzo ważne – cechujące się dużym oporem dyfuzyjnym, co jest równoznaczne z wysoką nieprzepuszczalnością parową. Można wręcz powiedzieć, że wilgoć nie wywiera wpływu na właściwości syntetycznego kauczuku, który mimo wszystko bywa pokrywany powłokami aluminiowymi dla zabezpieczenia kanałów wentylacyjnych przed skraplającą się na nich parą wodną.
Elastyczny i odporny na dyfuzję parową spieniony polietylen jest trzecim najchętniej stosowanym materiałem (tworzywem), służącym do zabezpieczania kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Materiał ten przypomina syntetyczny kauczuk, a więc jest podobnie elastyczny, odporny na wilgoć i bywa też zabezpieczony od zewnątrz aluminiową folią, choć czasami folię tą zastępuje się… powłoką kauczukową.
Wszystkie opisane wyżej materiały oferowane są jako gotowe wyroby w postaci samoprzylepnych płyt o zróżnicowanej grubości i gęstości, otulin samoprzylepnych czy też wszelkiego rodzaju mat klejonych za pomocą klejów kontaktowych. Jednak wełna mineralna czy rzadziej spotykana pianka poliuretanowa funkcjonują na rynku nie tylko jako izolatory dla powstałych już kanałów wentylacyjnych, ale też jako budulec na kanały wentylacyjne i zarazem izolacja w jednym. Sztywne płyty wykonane z tych materiałów tworzą ścianki kanałów w tak zwanych systemach samonośnych, które z zewnątrz pokrywane są najczęściej folią aluminiową.

Fot. 5. Najpowszechniejszą metodą mocowania płyt i mat do kanałów wentylacyjnych jest ich klejenie bezpośrednio na powierzchnię przewodów. Warunkiem jest, by powierzchnia była sucha, czysta i odtłuszczona. W zdecydowanej większości materiały izolacyjne oferowane są z gotową warstwą kleju, która upraszcza montaż do minimum. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. ROCKWOOL

Fot. 5. Najpowszechniejszą metodą mocowania płyt i mat do kanałów wentylacyjnych jest ich klejenie bezpośrednio na powierzchnię przewodów. Warunkiem jest, by powierzchnia była sucha, czysta i odtłuszczona. W zdecydowanej większości materiały izolacyjne oferowane są z gotową warstwą kleju, która upraszcza montaż do minimum. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. ROCKWOOL

Fot. 5. Najpowszechniejszą metodą mocowania płyt i mat do kanałów wentylacyjnych jest ich klejenie bezpośrednio na powierzchnię przewodów. Warunkiem jest, by powierzchnia była sucha, czysta i odtłuszczona. W zdecydowanej większości materiały izolacyjne oferowane są z gotową warstwą kleju, która upraszcza montaż do minimum. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. ROCKWOOL

Fot. 5. Najpowszechniejszą metodą mocowania płyt i mat do kanałów wentylacyjnych jest ich klejenie bezpośrednio na powierzchnię przewodów. Warunkiem jest, by powierzchnia była sucha, czysta i odtłuszczona. W zdecydowanej większości materiały izolacyjne oferowane są z gotową warstwą kleju, która upraszcza montaż do minimum. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. ROCKWOOL
Fot. 5. Najpowszechniejszą metodą mocowania płyt i mat do kanałów wentylacyjnych jest ich klejenie bezpośrednio na powierzchnię przewodów. Warunkiem jest, by powierzchnia była sucha, czysta i odtłuszczona. W zdecydowanej większości materiały izolacyjne oferowane są z gotową warstwą kleju, która upraszcza montaż do minimum. Fot. ROCKWOOL

Funkcje przeciwogniowe izolacji

Decydując się na ten czy inny rodzaj izolacji, należy mieć na uwadze jej właściwości przeciwpożarowe, co oznacza, że trzeba skierować wzrok na klasę odporności ogniowej wybranego produktu (najlepiej A1). Wysokiej jakości wyroby powinny ograniczać emisję ciepła ze źródła do otoczenia, gdy wejdą w bezpośredni kontakt z płomieniami ognia, z gorącymi gazami, cieczami, czy wszelkimi innymi czynnikami wysokotemperaturowymi. Jak to zostało już wspomniane, w tej kwestii prym wiodą płyty, maty i otuliny wykonane z wełny kamiennej, która nie tylko jest niemal niepalna, ale też ma niski stopień emisji dymu i płonących kropli gdy już dojdzie do wielogodzinnego pożaru w którym temperatura wokół izolacji przekroczy 1000 º C.
Zdarza się, że na kanał wentylacyjny kładzie się wełnę skalną w wersji izolatora przeciwpożarowego, oraz w wersji izolatora przeciwkondensacyjnego – czyli korzysta się z dwóch wyrobów wykonanych na bazie tego samego tworzywa. W takich sytuacjach należy pamiętać, by izolacja przeciwpożarowa została naklejona bezpośrednio na ścianki kanału, zaś paroizolację w drugim kroku kładzie się bezpośrednio na nią.

Fot. 6. Izolacja akustyczna prostokątnych kanałów wentylacyjnych płytami PAROC InVent G5. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 6. Izolacja akustyczna prostokątnych kanałów wentylacyjnych płytami PAROC InVent G5. Fot. PAROC

Funkcje przeciwkondensacyjne izolacji (zabezpieczenie przed skraplaniem pary wodnej)

Kondensacja powierzchniowa pary zawartej w powietrzu ma miejsce wtedy, gdy powietrze ma kontakt z powierzchnią, której temperatura jest niższa od jego punktu rosy. Może to mieć miejsce zarówno na zewnątrz kanału wentylacyjnego, jak i wewnątrz i jest bardzo typową sytuacją dla przewodów z chłodnym powietrzem, przebiegających przez ciepłe pomieszczenie. Utrzymanie temperatury powierzchni takiego kanału wentylacyjnego na poziomie wyższym od punktu rosy powietrza bywa z reguły niemożliwe bez zastosowania osłony termicznej, izolującej temperaturowo, czyli wyrównującej temperaturę powierzchni kanału z temperaturą powietrza wokół niego. Należy zawsze dobrać taką grubość izolacji, która spowoduje, iż temperatura powierzchni kanału będzie co najmniej taka sama, jak temperatura otoczenia. Dla uzyskania gwarancji, że wilgoć mimo wszystko nie dotrze do ścianek kanału, izolację pokrywa się warstwą nieprzepuszczającą wody – to właśnie dlatego otuliny czy płyty z wełny mineralnej spotyka się w wykonaniu z warstwą np. folii aluminiowej, która jest całkowicie nieprzepuszczalna dla skroplonej na jej powierzchni wody. Izolacja która przepuszcza skroploną (skondensowaną) wodę do wewnątrz i pozwala jej dotrzeć do ścianek samego kanału, zwiększa ryzyko uszkodzenia przewodu wentylacyjnego wskutek korozji metalowych elementów. Ponadto dochodzi ryzyko stworzenia warunków dla rozwoju mikroorganizmów, co jest wysoce niewskazane. Inne „nieprzyjemności” spowodowane kondensacją pary wodnej na ściankach izolacji, to kapanie kropel wody i zbieranie się jej na powierzchniach znajdujących się bezpośrednio pod kanałami wentylacyjnymi – a często są to jakieś wyroby z metalu, które z czasem również mogą zacząć korodować – oraz spływanie kropel wody po ścianach pomieszczenia bądź gromadzenie się ich na posadzce i tworzenie przebarwień bądź nieestetycznych zacieków.

Fot. 7. Izolacja do tłumików w kanałach wentylacyjnych PAROC Silencer 60 G5. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 7. Izolacja do tłumików w kanałach wentylacyjnych PAROC Silencer 60 G5. Fot. PAROC

Funkcje wygłuszeniowe

Każdy z opisanych wcześniej materiałów wykorzystywanych do izolacji kanałów wentylacyjnych jest materiałem o wysokiej dźwiękochłonności, co sprawia, że jest w stanie ograniczyć hałas przenoszony – lub czasem nawet wzmacniany – przez poszczególne elementy instalacji. To ważne, gdyż ruch powietrza, praca wentylatora czy efekty akustyczne powstające w zagięciach kanałów bądź rozdzielaczach (np. trójnikach) wywołują hałas oraz drgania zmniejszające komfort użytkowników instalacji. Producenci izolatorów oferują wyroby stosowane na zewnątrz kanałów i skutecznie tłumiące dźwięki wytwarzane podczas pracy instalacji, jak też wyroby wykorzystywane do tłumienia hałasu wewnątrz kanałów, takie jak np. maty bądź płyty klejone do wewnętrznych ścian przewodów wentylacyjnych, zwane powszechnie tłumikami. W roli tłumika świetnie sprawdza się wełna kamienna, ale pozostałe materiały opisywane wyżej również dobrze sobie radzą.

Mocowanie izolacji do kanałów w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych

Najpowszechniejszą metodą mocowania płyt i mat do kanałów wentylacyjnych jest ich klejenie bezpośrednio na suchą, czystą i odtłuszczoną powierzchnię przewodów. W zdecydowanej większości produkty te (izolatory) oferowane są z już gotową warstwą kleju, która upraszcza montaż do minimum. Z pomocą przychodzą też gwoździe samoprzylepne lub zgrzewane do ścianek kanałów, których zadaniem jest zagwarantowanie trwałości połączenia i położenia izolatora (nie przesunie się nawet jeśli warstwa kleju straciłaby swoje właściwości klejące). A co z połączeniami pomiędzy poszczególnymi płytami klejonymi na ścianę kanału? – tutaj szczelność zapewniają specjalne taśmy wykonane m.in. z aluminium o grubości kilkudziesięciu mikronów, wzmacnianego naklejoną siatką z włókna szklanego.

Fot. 8. Izolacja z zastosowaniem mat na siatce z serii PAROC Pro Wired Mat. Izolacja kanałów wentylacyjnych. Fot. PAROC
Fot. 8. Izolacja z zastosowaniem mat na siatce z serii PAROC Pro Wired Mat. Fot. PAROC

Podsumowanie

Dobór izolacji dla kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych zależy nie tylko od warunków panujących wokół przewodów, nie tylko od funkcji, która – oprócz termoizolacyjnej – ma być w określonej sytuacji nadrzędna, ale też od wytycznych norm i przepisów prawnych, które może nie są szczególnie dokładne, ale jednak narzucają pewne ramy, w których specjalista musi się poruszać. Z pomocą przychodzą też kalkulatory, algorytmy i specjalistyczne oprogramowanie przygotowywane przez największych oferentów na rynku. Dzięki nim – przy założeniu, że wszystkie dane zostaną prawidłowo wprowadzone – można szybko i skutecznie opracować gotowy projekt izolacji dla całej instalacji funkcjonującej w danym budynku lub pomieszczeniu.

Michał Nękanowicz, Doradca Techniczny ds. Współpracy z Biurami Projektowymi Paroc Polska. Izolacja kanałów wentylacyjnych
Michał Nękanowicz,
Doradca Techniczny ds. Współpracy
z Biurami Projektowymi Paroc Polska

Wełna mineralna to ogólne określenie dwóch rodzajów izolatorów – wełny skalnej i szklanej. Choć obie podlegają wytycznym tej samej normy, w istocie różnią się między sobą. Jakie są podstawowe różnice między nimi?

Zarówno wełna kamienna, jak i wełna szklana posiadają bardzo dobre parametry termoizolacyjne i akustyczne. Główne różnice to reakcja na ogień oraz nasiąkliwość. W przypadku wełny kamiennej stosuje się lepiszcze organiczne, natomiast przy wełnie szklanej zazwyczaj używa się żywic fenolowo-formaldehydowych. W efekcie pierwszy materiał wytrzymuje temperatury do 1000⁰C, a drugi – do 600-700⁰C. Ponadto, ze względu na większą gęstość, wełna kamienna po zamoczeniu w wodzie i wysuszeniu wraca do swoich pierwotnych parametrów. W przypadku wełny szklanej następuje ich pogorszenie.

W czym leży przewaga izolacji z wełny mineralnej nad izolacją na bazie syntetycznego kauczuku oraz spienionego polietylenu?

Izolacje piankowe ulegają naturalnemu starzeniu. Na skutek różnic ciśnień cząstkowych, w miejsce gazów komórkowych do pianki wnika z powietrza tlen i azot, które zwiększają przewodność cieplną wyrobu. Izolacyjność termiczna wełny kamiennej nie ulega zmniejszeniu w wyniku upływu czasu. Z kolei w przeciwieństwie do izolacji na bazie syntetycznego kauczuku, wełna zapewnia najwyższą euroklasę reakcji na ogień (A1), a w warunkach pożaru nie wytwarza niebezpiecznego dymu. To szczególnie istotne z punktu widzenia obiektów, w których przebywają ludzie.

Łukasz Lewczuk
Na podstawie materiałów publikowanych m.in. przez: Rockwool Polska Sp. z o.o., Steinbacher Izoterm Sp. z o.o. i Paroc Polska Sp. z o.o.,

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here