Jest to produkt, który łączy optymalne, fizyczne właściwości, w stu procentach nie przepuszcza wody i pary, jest odporny na czynniki klimatyczne oraz wyróżnia się łatwą instalacją. Nowoczesna wielowarstwowa konstrukcja aluminium i plastikowych warstw tworzy niepowtarzalny produkt, który zmieni przemysł izolacyjny.

Ten nowy płaszcz do izolacji rur, przewodów i systemów wentylacyjnych jest pierwszym produktem tego rodzaju na świecie, który stosuje się na zewnątrz i wewnątrz, w zimnym i wilgotnym klimacie jak również w gorącym i suchym z intensywnym oddziaływaniem promieni słonecznych. Lenzing Plastics jest austriackim producentem szerokiego zakresu produktów thermoplastic i PTFE.

Nasza siedziba znajduje się w obrębie naszej głównej firmy Lenzing AG, największego na świecie producenta włókien celulozowych.
Rury, rury, rury…. kilometry rur transportujących gorącą celulozę, parę, gorącą i zimną wodę a także płynne chemikalia w Lenzing AG muszą być zabezpieczone i odpowiednio „otulone”.

Każdego roku część rur musi być naprawiana wskutek uszkodzeń spowodowanych przeciekami płaszcza. Obserwując ten ciągły wysiłek w zapobieganiu korozji i utracie energii nasi inżynierowie wynaleźli kompletnie nowy system płaszcza bazujący na unikalnej konstrukcji folii, plastiku i aluminiowych powłok- Lenzing Jacketing. Dlatego teraz mamy możliwość zaoferować kompletny system płaszczy dla przemysłu izolacyjnego, który jest łatwy i szybki w instalacji i ma o wiele więcej zalet od systemów stosowanych dotychczas.

Artykuł Jacketing – Nowoczesne rozwiązanie dla osłony materiałów izolacyjnych pochodzi z serwisu Inn Therm.

Aerożele powstają wskutek usunięcia składnika płynnego z żelu przy zastosowaniu temperatury i ciśnienia wyższych od punktu krytycznego składnika płynnego. Poprzez proces ekstrakcji substancji płynnych w nadkrytycznych warunkach, dochodzi do eliminacji silnych sił kapilarnych powstających na powierzchni międzyfazowej ciecz-gaz, ponieważ obecna jest tylko jedna faza nadkrytyczna i żel kurczy się bardzo nieznacznie lub w ogóle nie zmniejsza swojej objętości. Dlatego też aerożele zachowują strukturę żelu i mogą mieć gęstość na poziomie zaledwie 0,004 g/cc, duże powierzchnie rzędu 1500 m²/g, wysoką porowatość (85% lub wyższą) i stosunkowo dużą ilość porów. Połączenie tych właściwości w strukturze amorficznej daje materiał o najniższych wartościach przewodności cieplnej ze wszystkich materiałów stałych.

Mikrostruktura

Aerożel krzemionkowy charakteryzuje się otwartą porowatością i swoją mikrostrukturą przypomina połączone ze sobą naszyjniki z pereł o wymiarach 1-5 nm. Te nanocząsteczki odpowiadają za duże powierzchnie aerożeli. Ze względu na fakt, że cząsteczki (oraz pory) są mniejsze od długości fali światła widzialnego, aerożele mogą mieć postać transparentnego porowatego ciała stałego. Ponadto, ultramałe rozmiary komórek/porów są mniejsze niż średnia droga swobodna cząsteczek powietrza, co sprawia, że aerożele są doskonałymi izolatorami o przewodności cieplnej ok. 100 razy niższej od tej, którą charakteryzują się polimery organiczne o standardowej gęstości. Dzięki mikrostrukturze aerożele cechują się również niską szybkością rozchodzenia się fal dźwiękowych.

Średnica pojedynczego pora typowego aerożelu waha się średnio między 2 nm a 50 nm, jak wynika z wielopunktowej krzywej adsorpcji azotu w zakresie ciśnienia względnego (P/Po) 0,01-0,99 (za pomocą metod absorpcji gazów można zmierzyć średnice porów o średnicach 0,3 – 300 nm, ale nie można stwierdzić obecności większych porów), przy czym ponad 50% całkowitej liczby porów aerożelu stanowią pory o średnicy między 2 a 60 nm. Większe pory mogą występować w aerożelu, jednakże trudno je zidentyfikować, ponieważ metody stosowane do określenia ich rozmiarów zazwyczaj uszkadzają aerożel. Żel można zobrazować jako zbudowany z licznych 1-5 nanometrowych pierwotnych cząstek zolu, tworzących strukturę sieci, składającą się z większych skupisk pierwotnych cząsteczek o rozmiarach 20-100 nm.

Produkcja

Znane są i produkowane aerożele nieorganiczne (takie, jak aerożele na bazie krzemu), organiczne (takie, jak aerożele rezorcynowo-formaldehydowe) oraz nieorganiczne/organiczne hybrydy. Aerożele nieorganiczne wytwarzane są na bazie alkoholanów i zawierają takie materiały, jak: krzemionka, tlenek tytanu, tlenek cyrkonu, tlenek glinu. Aerożele krzemionkowe wytwarza się tradycyjnie przy zastosowaniu hydrolizy i kondensacji alkoholanów krzemu lub żelatynizacji kwasu krzemowego lub szkła wodnego. Do aerożeli organicznych zaliczamy, m.in., aerożele uretanowe, poliizocyjanianowe, rezorcynowo-formaldehydowe (RF), poliolefinowe, meleminowo-formaldehydowe oraz fenolowo-furfuralowe. Do produkcji aerożeli organicznych, takich jak aerożele RF, stosuje się zazwyczaj polimeryzację kondensacyjną rezorcyny i formaldehydu w środowisku zasadowym. Kserożele (odparowanie rozpuszczalnika metodą zol-żel), ambiżele (odparowanie rozpuszczalnika alkanowego) oraz aerożele (suszenie nadkrytyczne) wytwarza się z żelu, a środowisko, w jakim odbywa się suszenie, ma ostateczny wpływ na końcowe właściwości materiału. Każdy typ materiału wymaga uformowania i osuszenia go poprzez odparowanie, ekstrakcję podkrytyczną lub ekstrakcję nadkrytyczną. Kserożele i ambiżele uzyskuje się poprzez suszenie wyparne a aerożele drogą procesu ekstrakcji nadkrytycznej, aby zachować strukturę stanu żelowego. Choć metody przygotowywania materiałów podobnych do aerożelu są przedstawiane jako metody z wykorzystaniem procesów suszenia przez odparowanie, takie materiały są jedynie podobne do aerożelu i mają większy skurcz oraz większą gęstość niż typowe nadkrytycznie osuszane aerożele.

Organiczne/nieorganiczne aerożele hybrydowe można uważać za aerożele ORMOSIL (ORganically Modified SILica – Krzemionka Zmodyfikowana Organicznie). Typowo, ormosile  uzyskuje się poprzez kohydrolizę i kondensację silanów zmodyfikowanych organicznie, takich jak R-Si(OR’)3 i prekursorów alkoksylanów Y(OR’)4, gdzie OR’ oznacza grupę alkoksylową a Y oznacza metal. Grupa R w R-Si(OR’)3 może być każdą grupą organiczną, taką jak grupa metylowa, etylowa, propylowa, butylowa, izopropylowa, metakrylanowa, winylowa, itp. Składniki organiczne mogą być chemicznie związane z siecią krzemionki lub być rozproszone w całym materiale jako druga faza przenikająca. Nazwa „ormosil” obejmuje powyższe materiały a także inną ceramikę zmodyfikowaną organicznie, czasami oznaczaną skrótem „ormocers” [Organically Modified Ceramics]. „Ormosils” są często stosowane jako powłoki, w których cienka warstewka „ormosil” jest wylewana na materiał podłożowy, na przykład w procesie zol-żel. Cienkie warstewki „ormosil” nie są klasyfikowane jako areożel, ponieważ polimer nie jest ani żelowany, ani nadkrytycznie osuszany.

Zastosowanie

Aerożele można również klasyfikować wg ich właściwości masowych. Aerożele monolityczne, kulkowe, cząsteczkowe, granulkowe, proszkowe, powłokowe i cienkowarstwowe są klasami aerożeli. Aerożele cienkowarstwowe można określić jako warstwę o grubości mniejszej od 100 nm, podczas gdy aerożele powłokowe są przeważnie grubsze i mogą mieć grubość kilku milimetrów. Na ogół, aerożele monolityczne posiadają więcej zalet w stosunku do  cienkowarstwowych, proszkowych lub granulkowych, ponieważ mogą być użyte w szerokim zakresie zastosowań, w którym użycie aerożeli cienkowarstwowych lub granulkowych mogłoby być niepraktyczne. Na przykład, większość izolacji cieplnych, tłumienie dźwięku i zastosowania kinetyczne wymagają grubszego materiału izolacyjnego niż cienkie warstewki lub powłoki. Maty aerożelowe wzmocnione włóknem szklanym mają podobne właściwości izolacyjne do aerożeli monolitycznych, lecz są giętkie i mogą być instalowane w warstwach dla uzyskania grubości wymaganej dla danego zastosowania.

Aerożele są uważane za najlepsze stałe izolatory cieplne o przewodności cieplnej 10-15 mW/mK w temperaturze 100^oF i są lepszymi izolatorami od najlepszych sztywnych pianek. Funkcjonują jako izolatory cieplne przede wszystkim dzięki temu, że minimalizują przewodnictwo, konwekcję i promieniowanie. W zależności od formy użytkowej, aerożele są znakomitymi izolatorami kriogenicznymi i mogą również dobrze funkcjonować w podwyższonych temperaturach do 550-650^oC. W temperaturach powyżej 800^oC, w aerożelach krzemionkowych rozpoczyna się proces spiekania oraz szybka utrata właściwości powierzchniowych i izolacyjnych postępująca wraz ze wzrostem temperatury. Materiały aerożelowe posiadają również wiele innych interesujących właściwości akustycznych, optycznych, mechanicznych i chemicznych, które czynią je ogromnie użytecznymi.

Artykuł Aerożele – co to takiego? pochodzi z serwisu Inn Therm.

Aerożele w postaci proszku lub pyłu są znane od dawna. Samuel S. Kistler, wynalazca aerożeli, sprzedał licencję na swoją technologię w roku 1940 firmie Monsanto Corporation w stanie Massachusetts, która rozpoczęła ich produkcję w roku 1942. Wyroby te były sprzedawane przez wiele lat pod nazwami handlowymi „Santocel”, „Santocel-C”, „Santocel-54” i „Santocel-Z”. „Santocel” był wykorzystywany jako dodatek do kosmetyków i past do zębów oraz jako składnik matujący farb. Jednakże rynki były gotowe na nowe, ekonomicznie konkurencyjne materiały, takie jak krzemionka pirogeniczna. W rezultacie, Monsanto zakończyła produkcję Santocelu w roku 1970. Proszki aerożelowe znalazły zastosowanie jako izolacje, wypełniacze, materiały zagęszczające i wzmocnienia w oponach. Pod koniec lat 50. i na początku lat 60. rozpoznano unikalne właściwości izolacyjne aerożeli i Johns-Manville Corporation otrzymała patenty na materiały izolacyjne wykonane z aerożelu krzemionkowego. Proszki aerożelu krzemionkowego zostały wzmocnione włóknami szklanymi i połączone ze zmętniaczami dla wytworzenia materiałów izolacyjnych, będących lepszymi izolatorami niż powietrze. Ponieważ aerożele nie były łatwo dostępne, w materiałach tych stosowano krzemionkę pirogeniczną. Obecnie technologia ta jest używana nadal w kilku firmach produkcyjnych w USA i w Europie. W temperaturach poniżej 350°C aerożele monolityczne mają mniejsze przewodności cieplne niż produkty konkurencyjne. W wyższych temperaturach materiały izolacyjne z mikroporowatej krzemionki Microsil Zircar, WDS Ultra Porextherm i Aerogaurd Microtherm mogą mieć mniejsze przewodności cieplne niż aerożele monolityczne. Gęstości produktów konkurencyjnych są 2-3 razy większe od typowych izolacji aerożelowych, lecz mają większe współczynniki ekstynkcji wskutek lepszego zmętniania izolacji. Mikroporowate produkty krzemionkowe są hydrofilowe i są nieodwracalnie uszkadzane przez oleje, rozpuszczalniki organiczne, wilgoć i wodę. Są również pyliste i wiele z nich kapsułuje się w tkaninie w celu zmniejszenia pylenia. Jednakże, aerożele monolityczne mogą być wzmacniane za pomocą odpowiednich dodatków dla zwiększenia efektywności cieplnej w wyższych temperaturach.

PRODUKCJA AEROŻELI

Aerożele, w szczególności aerożele krzemionkowe, mogą być wytwarzane z różnych surowców, takich jak:

• metakrzemian sodu,
• organosilany,
• siloksany,
• łuski ryżowe.

Tańszymi materiałami są metakrzemian sodu lub szkło wodne. Jednakże ze związków tych należy usunąć jony sodu za pomocą kolumn jonitowych lub przez wytrącenie w postaci soli.

Produkcja Santocelu polegała na dodaniu rozcieńczonego metakrzemianu sodu w celu rozcieńczenia kwasu siarkowego. Wraz z upływem czasu masa tworzyła stały żel, nawet przy bardzo małej zawartości krzemionki. Siarczan sodu był usuwany poprzez płukanie żelu wodą, którą następnie wypierano za pomocą alkoholu. Otrzymany żel był podgrzewany w autoklawie pod ciśnieniem, aż do osiągnięcia warunków krytycznych. Płyn natychmiast zamieniał się w gaz. W wyniku takiego procesu nie występował skurcz żelu.

Jedyną zmianą było zastąpienie płynu powietrzem i uzyskanie suchego żelu. Produkt ten przypominał strukturę wilgotnego żelu i stąd nazwa aerożel. Organosilany można hydrolizować i żelować w celu uzyskania alkożeli, z których, wskutek procesu suszenia, otrzymuje się aerożele. W latach 70. rząd francuski, poszukując metody przechowywania tlenu i paliw rakietowych w porowatych materiałach, zwrócił się o pomoc do Stanisława Teichnera z Uniwersytetu Clauda Bernarda. Prace naukowca doprowadziły bezpośrednio do jednego z największych postępów w dziedzinie produkcji aerożeli, czyli zastosowania chemii zol-żel do otrzymania aerożelu krzemionkowego.

W technologii tej zastąpiono metakrzemian sodu, używany przez Kistlera, alkoksysilanem. Hydroliza TMOS w roztworze metanolu wytwarzała żel (zwany alkożelem) jednoetapowo. Technologia ta wyeliminowała dwie wady metody Kistlera – etap wymiany woda-alkohol oraz obecność soli nieorganicznych w żelu. Suszenie tych alkożeli w nadkrytycznych warunkach alkoholowych pozwalało uzyskać wysokiej jakości aerożele krzemionkowe. W kolejnych latach zarówno grupa Teichnera jak i inni naukowcy rozwijali tę koncepcję, by otrzymać jak najszerszy asortyment aerożeli tlenu metalu. W wyniku rozwoju podejścia alkoksysilanowego do syntetyzowania aerożeli krzemionkowych, P. Tewari opracował ulepszony proces osuszania, w którym zastosowano nadkrytyczne CO2 zamiast nadkrytycznego alkoholu. Ramamurthi opracował technologię wytwarzania luźnych aerożeli wzmocnionych włóknem szklanym, znacznie mocniejszych od aerożeli monolitycznych. J. Ryu zastosował ciągłą włókninę do produkcji giętkiego aerożelowego materiału izolacyjnego. Stepanian opracował maty aerożelowe wzmocnione włóknem szklanym, o przewodności cieplnej podobnej do aerożeli niewzmocnionych, nadające się do zastosowania w przemyśle.
W przypadku aerożeli, które mają być stosowane w trwały sposób wymagana jest dodatkowa właściwość, tj. aerożele krzemionkowe muszą wykazywać dobre właściwości hydrofobowe dla uzyskania trwałości w długim okresie użytkowania. H. Yokogawa i M. Yokoyama opracowali technologię wytwarzania aerożeli hydrofobowych poprzez obróbkę żeli odczynnikiem wiążącym się z powierzchnią aerożeli krzemionkowych. Firma K.P. Lee et al. opracowała metodę regularnej produkcji mat wzmocnionych włóknem szklanym, a w efekcie dalszego rozwoju, nadkrytyczną technologię osuszania, skracającą czas suszenia z 3 dni do mniej niż 1 dnia.

PRODUKCJA WYROBÓW AEROŻELOWYCH

Aerożele lub maty aerożelowe mogą być produkowane w różnorodnej formie, co pozwala na szerokie ich zastosowanie. Maty aerożelowe wymagają często uformowania w kilku warstwach. Warstwy takie można łączyć za pomocą owinięć wiążących, sklejenia lub procesu igłowania, gdzie włókna w kilku warstwach maty można umieścić poprzecznie w celu związania razem wielowarstwowego produktu.
Laminowanie mat aerożelowych
Jedną z podstawowych metod produkcji materiałów wielowarstwowych jest laminowanie. Maty aerożelowe można laminować za pomocą różnych, wrażliwych na ciepło, cienkich warstewek środków klejących. Do laminowania wykorzystuje się różne środki klejące, z których wiele skutecznie przywiera do mat aerożelowych i jest używanych do laminowania aerożelu z innymi materiałami. Należą do nich: rozpuszczalnikowe i płynne środki klejące na bazie wody oraz mastyki a także topliwe środki klejące w wielu postaciach, które mogą być 100% produktami bezrozpuszczalnikowymi, takimi jak epoksydy AIB i silikony. Przy doborze środka klejącego do laminowania mat aerożelowych z innymi materiałami, pod uwagę bierze się dwa główne czynniki:
1) Materiał, do którego ma być przyklejona mata aerożelowa: w większości przypadków połączenie z matą aerożelową jest łatwiejsze niż połączenie z innymi materiałami w wyprodukowanym elemencie, co powoduje położenie głównego nacisku przy doborze środka klejącego na zdolność środków klejących do połączenia z innymi materiałami w kompozycie.
2) Potencjalne skutki oddziaływania środka klejącego na matę aerożelową: niektóre rozpuszczalniki węglowodorowe mogą uszkodzić strukturę aerożelową, zwiększając pozorną przewodność cieplną. Ogólnie mówiąc, w przypadku środka klejącego na bazie rozpuszczalnika, im szybsze wysychanie rozpuszczalnika w środku klejącym i im większa lepkość środka klejącego, tym mniej prawdopodobne poważne uszkodzenie przez niego struktury aerożelowej. Efekt ten można również zaobserwować w przypadku 100% produktów bezrozpuszczalnikowych, gdy będą mieć małą lepkość i wykazywać zbyt długi czas utwardzania, mogą przenikać i uszkodzić strukturę aerożelu. Środki klejące na bazie wody nie mają takiego oddziaływania na aerożele hydrofobowe, jednakże stosując je w uszczelnianych kompozytach należy zachować ostrożność. Woda zamknięta w kompozycie może pogorszyć efektywność cieplną układu, ponieważ ciepło jest przenoszone przez konwekcję pary wodnej. W przypadku zastosowania środków klejących na bazie wody, należy usunąć wodę przed uszczelnieniem końcowego kompozytu. Aerożele lub maty aerożelowe mogą posiadać dodatkowe warstwy spełniające dodatkowe funkcje, np. warstwę refleksyjną składającą się z cienkiej warstewki metalowej lub folii. Warstwy takie zawierają folię aluminiową, metalizowane folie poliolefinowe, łącznie z aluminiowanym Mylarem oraz inne opcje. Takie metalowe powierzchnie wprowadzają dodatkową barierę dla radiacyjnej wymiany ciepła, zapewniając niski transfer ciepła przez warstwy izolacyjne. Do materiału izolacyjnego można wprowadzić również dodatkowe warstwy absorbujące lub rozpraszające ciepło. W zastosowaniach akustycznych mogą to być warstwy lub materiały wspomagające rozpraszanie lub pochłanianie dźwięku. W wyniku ich zastosowania uzyskuje się zwiększenie skuteczności izolacji akustycznej aerożeli lub mat aerożelowych. Izolacja tego typu może mieć budowę wielowarstwową, w której warstwy aerożelowe mogą być ułożone na przemian z innymi warstwami funkcjonalnymi. Wiele warstw mat aerożelowych można połączyć razem za pomocą metody igłowania, gdzie włókna z jednej warstwy są wciągane do i/lub połączone poprzecznie z inną warstwą. W celu uzyskania struktury warstwowej do zastosowania jako izolacji, warstwy przepuszczalne lub nieprzepuszczalne z różnych materiałów można ułożyć naprzemiennie z warstwami aerożelu. Warstwa przepuszczalna umożliwia odparowanie każdej zamkniętej wilgoci i uwolnienie jej na zewnątrz w przypadku, gdy powierzchnia izolacyjna jest gorąca. Jednym z przykładów jest gorąca rura z uszkodzoną izolacją nasiąkniętą wodą, którą można owinąć matami aerożelowymi z opcjonalnymi warstwami przepuszczalnymi. Izolacja aerożelowa utrzymuje ciepło wewnątrz, podnosząc w ten sposób wewnętrzną temperaturę. W ten sposób ułatwia się odparowanie i usunięcie każdej zamkniętej wody lub wilgoci, skutecznie osuszając mokrą izolację.

ELASTYCZNOŚĆ AEROŻELU

Produkcja dopasowana do kształtów i powierzchni Aerożele lub maty aerożelowe mogą być dostosowane do różnych kształtów i powierzchni. Giętkość mat aerożelowych odgrywa tutaj decydującą
rolę. W celu uzyskania aerożeli dopasowanych do powierzchni lub kształtów, wokół których będą owijane, wprowadza się dodatkowe warstwy, takie jak średnio sztywne warstwy metalowe. Aerożele można kształtować termicznie w połączeniu z materiałem piankowym, tak by dopasować je do określonego kształtu. Maty aerożelowe umieszcza się w planowanym miejscu, a wokół aerożeli dodaje się piankę lub prekursory pianek, żeby zapewnić jak najwyższą jakość kształtowania termicznego.

POWŁOKI

Aerożele można pokrywać organicznymi lub nieorganicznymi materiałami powłokowymi. Przykładem są materiały akrylowe lub polisyloksanowe, które produktowi końcowemu pozwalają uzyskać wszelkie wymagane od niego właściwości.

Artykuł Aerogel (Aerożel) – Historia Produkcji pochodzi z serwisu Inn Therm.

Założenie otuliny na rury minimalizuje przede wszystkim niekontrolowane straty ciepła powstające podczas przesyłania np. wody grzewczej lub ogrzanego powietrza. Mniejsze straty ciepła to jednocześnie mniej energii zużywanej do uzyskania odpowiedniej temperatury transportowanego medium. Szacuje się, że różnego rodzaju obiekty budowlane zużywają rokrocznie ok. 40% energii wytwarzanej w całej Europie, co wiąże się z dużymi kosztami oraz wysoką emisją dwutlenku węgla. Zaizolowanie rurociągów i kanałów instalacyjnych pomaga więc zmniejszyć nie tylko zużycie energii, lecz także wytwarzanie CO2. Profesjonalna izolacja jest zatem rentowana dla zarządcy budynku oraz korzystna dla otoczenia.

Niemniej jednak odpowiedni dobór otuliny i dobrze wykonany montaż dają także wiele innych, korzystnych rezultatów. Wysokiej jakości otulina na rury wykazuje również bardzo dobre właściwości akustyczne. Zmniejsza w głównej mierze hałas generowany przez urządzenia, z których wychodzą rury bądź też kanały instalacji. Izolacja chroni ponadto przed korozją metalowych przewodów, a także przed zjawiskiem kondensacji oraz całkowitym zamarzaniem rurociągów lub też, w przypadku instalacji przewodzących wodę, przed powstawaniem tzw. korków lodowych. Zastosowanie odpowiednich materiałów sprawia również, że współczesne izolacje zapobiegają rozprzestrzenianiu się pożaru w budynku. Większość z nich jest niepalna, a przynajmniej nisko palna. Poza tym dobre zabezpieczenie chroni też przed rozprzestrzenianiem się bakterii w nieogrzewanych mediach. Zapewniając więc komfort oraz bezpieczeństwo dla zdrowia, a nawet życia użytkowników budynku.

Rodzaje materiałów izolacyjnych
W nowoczesnym budownictwie zakłada się otulinę na rury wodociągowe, kanalizacyjne, instalacji C.O. oraz przewody oddymiające i wylotowe. Dla każdego typu instalacji zalecane są jednak inne materiały izolacyjne. Najczęściej wykorzystuje się porowate tworzywa sztuczne, do których należy styropian oraz pianki polietylenowe (PE), klasyczną, szklaną lub kamienną wełnę mineralną, a także piankę poliuretanową.

Poza okrągłymi i mimośrodowymi otulinami na rury stosuje się również maty i płyty oraz specjalne kształtki i armatury służące zabezpieczeniu takich miejsc jak kolana i trójniki, a także zawory. Aby polepszyć parametry izolacji zabezpiecza się je także folią aluminiową lub PVC, które chronią materiał przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz działaniem pary wodnej.

• Pianki polietylenowe
  Popularne wśród fachowców pianki polietylenowe są cienkim i sprężystym materiałem izolacyjnym, który bardzo łatwo wygina się i dzięki temu szybko montuje. Nie są nasiąkliwe dzięki wysokiemu współczynnikowi dyfuzji pary wodnej, a także wykazują doskonałe parametry izolacyjne między -80°C, a +105°C. Istnieje jednak możliwość, że przy wysokiej temperaturze zacznie się kurczyć.ZASTOSOWANIE:
  – przewody w podłodze i bruzdach ściennych;
  – instalacje C.O. i ciepłej wody użytkowej;
  – kanały w chłodnictwie.
• Pianki poliuretanowe
  Zaletą otulin na rury z pianki poliuretanowej jest nieco szerszy zakres pracy wynoszący od -50°C do nawet +135°C oraz wytrzymałość na działanie środków chemicznych. Jej minusem jest natomiast brak odporności na promienie słoneczne. Poza tym jest z reguły sztywna i wchłania wilgoć z otoczenia.ZASTOSOWANIE:
  – odmiana krucha i miękka – jako kształtki dla rurociągów wody ciepłej i zimnej oraz instalacji C.O.;
  – odmiana twarda – jako elementy izolacyjne zasobników ciepła oraz podgrzewaczy wody.
• Otuliny z kauczuku
  Równie chętnie stosowane otuliny na rury z kauczuku to przede wszystkim pianki wykonane z elastomeru. Charakteryzuje je odporność na wysokie różnice temperatur oraz zmienność warunków atmosferycznych. Są ponadto wytrzymałe na działanie UV i pary wodnej. Poza tym zapobiegają rozprzestrzenianiu się ognia, mimo że są materiałem palnym.ZASTOSOWANIE:
  – klimatyzacje i systemy chłodnicze;
  – instalacje solarne.
• Wełna skalna, mineralna i szklana
  Materiały włókniste, takie jak wełna mineralna, szklana i skalna, są odporne na bardzo wysokie temperatury, pod których wpływem nie topią się i nie kruszą. Są ponadto bardzo giętkie i nie wchłaniają wilgoci.ZASTOSOWANIE:
  – kanały i rurociągi, które narażone są na działanie mikroorganizmów lub gryzoni;
  – systemy przemysłowe i kotłownicze,
  – instalacje C.O.
• Styropian
  Coraz rzadziej stosowany styropian traci coraz więcej zwolenników, ponieważ jest kruchy, łamliwy i poddaje się działaniu rozpuszczalników organicznych znajdujących się w klejach, farbach i lakierach. Trzeba też uważać na powstawanie mostków termicznych. Jest jednak nienasiąkliwy i odporny na temperaturę sięgającą do +80°C.ZASTOSOWANIE:
  – jako izolacja elementów armatury, wymienników ciepła oraz pomp obiegowych.

Montaż otuliny na rury
Tak jak wszystkie inne elementy izolacji, otulinę na rury zakłada się dopiero po zabezpieczeniu instalacji przed korozją, a także wykonaniu próby na szczelność instalacji. Rurociąg oraz wykorzystywane narzędzia powinny być ponadto czyste i suche. Prace montażowe należy wykonywać także przy dodatniej temperaturze otoczenia, wynoszącej przynajmniej 10°C, na zimnych rurach. Nie wolno lekceważyć też rad producenta otuliny.

Najistotniejszą zasadą dobrego montażu jest fakt, że izoluje się zarówno rurociąg, jak i armaturę. Poza tym należy:

• bardzo starannie i dokładnie łączyć ze sobą poszczególne elementy izolacji, aby nie powstawały pustki powietrzne oraz mostki termiczne;
• zakładać otulinę na rury tak, aby jej łączenie znajdowało się pod spodem rury;
• zabezpieczyć mocowania, szczególnie w przypadku kanałów i rurociągów montowanych na podporach lub zabezpieczanych obejmami;
• odczekać z uruchomieniem instalacji 24 godziny.

Zalecana grubość materiału izolacyjnego
Aby zapewnić instalacji odpowiedni współczynnik przenikania ciepła (U), otulina na rury powinna mieć dopasowaną do każdego przewodu grubość. Grubość izolacji związana jest przede wszystkim ze średnicą kanału lub rurociągu instalacyjnego, temperatury transportowanego przez nie medium, a także temperatury panującej w pomieszczeniu, w którym został zamontowany dany przewód.

Wbrew powszechnej opinii izolacja nie musi być gruba. Zastosowanie nowoczesnych materiałów sprawia, że na rynku pojawiają się coraz cieńsze wyroby, które zapewniają równie dobry, a często nawet dużo lepszy współczynnik U. W sprzedaży dostępne są produkty o typowej grubości, które doskonale sprawdzają się przy najczęściej zakładanych instalacjach. Przykładowo przy budowie domów jednorodzinnych zakłada się, że odpowiednia otulina na rury powinna mieć jakieś 20 – 30mm grubości. Jeśli kanał lub rurociąg ma jednak niestandardowe wymiary, warto skorzystać ze specjalnych tabel przeliczeniowych lub wzorów, które zazwyczaj podawane są przez producentów materiałów izolacyjnych.

Artykuł Otulina na rury pochodzi z serwisu Inn Therm.

Zalety wykorzystania materiałów izolacyjnych

Zabezpieczenia mają szereg istotnych funkcji, których efekt związany jest ściśle z jakością materiałów wykorzystanych do izolacji rur centralnego ogrzewania. Ich zadaniem jest przede wszystkim:
– ograniczanie do minimum strat ciepła – odnosi się to do przewodów doprowadzających gorącą wodę, której temperatura wynosi z reguły ok. 90°C. Dobry materiał gwarantuje niskie straty przesyłowe, a więc wodę użytkową i grzewczą w temperaturze pożądanej przez użytkownika instalacji, co wiąże się także ze zmniejszonymi kosztami ogrzewania;
– ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi – izolacje rur centralnego ogrzewania mają zabezpieczać je przed ocieraniem o przegrody, które nieustannie pracują, tj. bez przerwy kurczą się i rozszerzają;
– zabezpieczanie przed skraplaniem się wody na powierzchni rury – to zadanie termoizolacji znajduje zastosowanie jedynie w przypadku metalowych instalacji C.O., a w szczególności tych elementów, którymi transportowana jest schłodzona woda;
– ochrona przed zamarzaniem – otuliny chronią instalacje przed zniszczeniami będącymi wynikiem zamrożenia znajdującej się w nich wody. Dotyczy to jednak jedynie elementów zamontowanych w nieogrzewanych pomieszczeniach, w których zimą panują bardzo niskie temperatury;
– zapobieganie przed rozmnażaniem się bakterii w zimnej wodzie – odpowiednia termoizolacja sprawia, że przewody odprowadzające schłodzoną wodę również zachowują pożądaną temperaturę, dzięki czemu woda pozostaje czysta i bezpieczna dla zdrowia.Zgodnie z normą PN-B-02421:2000 otuliny powinny wykazywać także następujące właściwości:
– niska palność, a nawet całkowita niepalność;
– odporność na wysokie różnice temperatur;
– obojętność chemiczna względem zabezpieczanego materiału.

Kiedy i jak należy zaizolować przewody systemów C.O.?
Otuliny można założyć nie wcześniej niż po ukończeniu prac montażowych oraz przeprowadzeniu próby ciśnieniowej, której efekt powinien być oczywiście pozytywny. Należy założyć je bardzo dokładnie na całej długości przewodów, tak aby zabezpieczona została zarówno sama rura, jak i wszystkie jej rozgałęzienia oraz łączenia, do czego wykorzystuje się specjalne kształtki, trójniki oraz łuki.

Zgodnie z obowiązującym prawem budowlanym stosuje się taką samą grubość materiału bez względu na surowiec, z którego zostały wykonane elementy instalacji C.O. Grubość otuliny zależna jest natomiast od miejsca montażu, a także średnicy rury. Izolacja rur centralnego ogrzewania dla przewodu zamontowanego natynkowo o średnicy do 22mm powinna mieć grubość nie mniej niż 20min. Przy średnicy między 22, a 35mm – minimum 30min. W przypadku instalacji zamontowanej podtynkowo można zastosować o połowę mniejsze zabezpieczenie. W przypadku przewodów poprowadzonych w posadzce grubość termoizolacji powinna wynosić co najmniej 6mm.

Grubość warstwy otuliny można wyliczyć także samodzielnie. Należy wykorzystać w tym celu poniższy wzór:

e₁ = D • [(D + 2e)/D]^{(λ₁/0,035)} – 1]/2

Przy czym zastosowane w nim symbole oznaczają:
e₁ – grubość warstwy termoizolacji w mm
D – średnica przewodu w mm
e – wymagana przepisami grubość otuliny dla λ= 0,035 w mm
λ₁ – rzeczywisty współczynnik przenikalności cieplnej wybranej otuliny

Na jaką otulinę się zdecydować?
Izolacja rur centralnego ogrzewania powinna być dostosowana zarówno do materiału, z którego zostały wykonane przewody, jak i miejsca ich montażu. Jeden rodzaj otuliny świetnie sprawdzi się w przypadku stalowych rur biegnących po ścianie kotłowni, natomiast dla przewodów z PVC poprowadzonych np. w podłodze nie będzie właściwym wyborem. I tak jako izolację rur centralnego ogrzewania zamontowanych na ścianie w piwnicy, czy też w kotłowni wykorzystać można np. elastyczne otuliny polietylenowe lub sztywne, wykonane z pianki poliuretanowej, które nie wyglądają zbyt estetycznie.

Przewody grzewcze poprowadzone w podłodze ociepla się najczęściej styropianem. Jeśli podłoga znajduje się w nieogrzewanym pomieszczeniu należy ją dodatkowo zaizolować wykorzystując do tego np. otulinę polietylenową.

W bardzo wilgotnych pomieszczeniach zaleca się zastosowanie termoizolacji wykonanych z tworzyw sztucznych, które poza doskonałym współczynnikiem λ wyróżnia także wysoka hydrofobowość – odporność na działanie wody. Ich wykorzystanie odradza się natomiast w przypadku instalacji przechodzącej przez poddasze lub też inne pomieszczenia, w których mogą pojawić się gryzonie. Fachowcy radzą zdecydować się wtedy np. na wełnę mineralną.

Rodzaje nowoczesnych otulin dostępnych na polskim rynku
Prawdopodobnie najskuteczniejszą izolacją rur centralnego ogrzewania są obecnie areożele. Są to bardzo cienkie maty produkowane w oparciu o nanotechnologię. Wykazują najniższy, wśród współczesnych termoizolacji, współczynnik przenikalności cieplnej, który wynosi 0,014 – 0,016 W/(m•K), a także szereg innych właściwości, dzięki którym spełniają normy HSE. Charakteryzuje je niska palność oraz wysoka odporność na temperaturę w zakresie między -270°C – Porogel Minus Cryogel, a +650°C – Porogel Plus Pyrogel. Zaletą tego materiału izolacyjnego jest także hydrofobowość, która sprawia, że nadaje się również w przypadku metalowych przewodów instalacji C.O. Dają się ponadto łatwo dopasowywać do kształtu przewodów. Bez problemu przycina się je i składa. Areożele umożliwiają również likwidację mostków termicznych. Mimo tak wielu doskonałych parametrów pozostają bezpieczne dla zdrowia i otoczenia.

Artykuł Izolacje rur – sposób na oszczędności pochodzi z serwisu Inn Therm.

Zastosowanie odpowiedniej izolacji termicznej pozwala znacznie zmniejszyć koszty ogrzewania. Dobrze dobrana i równomiernie położona termoizolacja minimalizuje straty ciepła, dzięki czemu zużywa się zdecydowanie mniej energii do zapewnienia w pomieszczeniach odpowiedniej temperatury. Jej jakość określa ponadto rodzaj i grubość wykorzystanych materiałów, a także występowanie mostków termicznych powstałych podczas ich układania.

Izolacje termiczne na miarę czasu
Współczesny rynek budowlany oferuje nam o wiele większy wybór rozwiązań izolacyjnych niż jeszcze kilkanaście, czy nawet kilka lat temu. Obecnie stosuje się więc nie tylko styropian albo klasyczną wełnę mineralną, lecz także szereg dużo skuteczniejszych materiałów, które osiągają współczynnik przewodzenia ciepła (λ) o wartości między 0,040, a 0,031 W/(m⋅K). Często wyróżnia je także specjalna, zwarta budowa, która sprawia, że materiał jest mniej nasiąkliwy oraz bardziej odporny na działanie czynników zewnętrznych. Tego typu materiały można więc bez obaw zastosować do ocieplenia fundamentów, piwnicy bądź też cokołów. Pozwalają też przerwać pracę przy złej pogodzie. Stosowane dzisiaj materiały pozwalają układać stosunkowo cienkie warstwy ocieplenia.

Termoizolacja, a wymagania izolacyjności cieplnej przegród
Dokonując wyboru izolacji termicznej należy pamiętać, że współczynnik przenikania ciepła nie jest identyczny dla wszystkich rodzajów przegród. Zależy on zarówno od typu i grubości przegrody, jak i od rodzaju budynku. Inne materiały powinno się zastosować więc do ocieplania ścian oraz inne w wypadku poddasza.Wyjątkowo wysokie straty ciepła odnotowuje się w przypadku podłóg na gruncie oraz fundamentów budynków. Jest to nawet 20 – 25% całkowitej wartości. W tych miejscach przenikanie ciepła (U) nie powinno wynosić w tradycyjnych budynkach więcej niż 0,45 W/(m2•K), a w domach pasywnych i energooszczędnych od 0,15 do 0,20 W/(m2•K). Wykonując ocieplenie podłogi na gruncie należy pamiętać także o przedłużeniu ocieplenia ściany. Powinno ono sięgać przynajmniej 0,5m niżej niż dolny poziom izolacji termicznej podłogi. Natomiast gdy podłoga znajduje się wyżej niż poziom terenu, ścianę należy zaizolować co najmniej 1m poniżej ocieplenia podłogi i jednocześnie 0,5m poniżej gruntu.Nieodpowiednio zaizolowane przegrody pionowe, takie jak np. ściany zewnętrzne, to straty ciepła na poziomie od 30 do nawet 35%. Standardowa wartość U przewidywana przez prawo budowlane wynosi 0,30 W/(m2•K). Dla domów energooszczędnych wartość ta waha się natomiast między 0,20, a 0,25 W/(m2•K). Co prawda wartości te pozwala osiągnąć zastosowanie jedynie dwu- lub trzywarstwowe ścian, jednak nie można zapomnieć, że to izolacje termiczne zapewniają właściwą ochronę cieplną pozwalającą oszczędzać energię.Szacuje się, że kolejne 20 – 25% ciepła ucieka przez nieogrzewany dach oraz poddasze. Polskie prawo zakłada, że w przypadku tego typu przegród współczynnik U nie powinien być większy niż 0,25 W/(m2•K), a dla obiektów energooszczędnych nie większy niż 0,20 W/(m2•K).

Warto tutaj zaznaczyć, że nowoczesna izolacja termiczna pozwala osiągnąć nie tyle wymagany przez prawo budowlane, co nawet znacznie niższy współczynnik przenikania ciepła. Zastosowanie nowego typu ocieplenia jest więc dobrą, szybko zwracającą się inwestycją.

Materiały poliuretanowe
Wśród nowoczesnych, ogólnobudowlanych materiałów termoizolacyjnych najchętniej stosuje się pianki oraz płyty poliuretanowe typu PIR, które zapewniają jeden z niższych współczynników λ (0,022-0,025 W/(m•K)). Pianki wyróżnia bardzo usieciowiona struktura składająca się głównie z komórek zamkniętych. Ich budowa oraz specjalny czynnik spieniający gwarantują zarówno niskie straty ciepła, jak i odporność na różnego rodzaju uszkodzenia mechaniczne. Są ponadto bardzo lekkie, dzięki czemu koszty związane z konstrukcją wspierającą są dużo niższe niż przy wykorzystaniu innego materiału.

Płyty poliuretanowe to materiał, którego rdzeniem jest sztywna pianka PIR. Ich rdzeń wzmacnia się dodatkowo z obu stron okładzinami wykonanymi z papieru, laminatu kompozytowego, folii aluminiowej albo z włókna szklanego. Poza tym tego typu płyty wykonuje się obecnie z tzw. zamkiem, który gwarantuje brak mostków termicznych. Jest to zarówno doskonała izolacja termiczna, jak i ogniotrwała.

Maty i płyty z wełny drzewnej
Do ocieplania przegród budynku, zarówno stropów i dachów, jak i ścian oraz podłóg, coraz częściej stosuje się też wyroby na bazie włókien drzewnych. Zaliczają się do nich elastyczne maty i płyty, które stanowią bezspoinowy system ociepleń o współczynniku λ wahającym się między 0,035-0,050 W/(m•K). Maty mogą mieć również rdzeń z wełny kamiennej bądź też ze styropianu. Tego rodzaju izolację termiczną wyróżnia otwartość dyfuzyjna oraz doskonała absorpcja pary wodnej. Są ponadto wyjątkowo ekologicznym oraz nieszkodliwym dla zdrowia materiałem termoizolacyjnym. Decydując się na materiały z wełny drzewnej należy zastosować jednak przewidziane dla nich zaprawy klejowe.

Wyroby z wełny kamiennej
Szerokie zastosowanie znajdują także izolacje termiczne wykonane z wełny kamiennej. Gwarantują one niskie straty ciepła, a także trwałość ocieplania oraz ochronę przeciwogniową. Wyróżnia się zarówno klasyczne maty, jak i specjalne płyty warstwowe, które dostępne są także z obustronną okładziną z blach stalowych. Te ostatnie przeznaczone są głównie do montażu w elewacjach, sufitach oraz ścianach działowych budynków użyteczności publicznej.

Szkło piankowe
Kolejnym coraz chętniej wykorzystywanym w budownictwie materiałem termoizolacyjnym jest szkło piankowe (ang. foamglas). Stanowi ono izolację termiczną o bardzo niskim współczynniku przewodzenia ciepła i jednocześnie bardzo dobrą hydroizolację. Dzięki  niemalże zerowej nasiąkliwości, a także higroskopijności oraz włoskowatości bardzo często stosuje się je przy ocieplaniu posadzek i fundamentów narażonych na duże obciążenia, a także jako docieplenie dachów płaskich oraz przegród pionowych. Spośród dostępnych na rynku materiałów wyróżnia je również odporność na działanie gazów i kwasów.

Udoskonalone płyty styropianowe – neopor
Godnym uwagi rozwiązaniem ociepleniowym jest także styropian z domieszką grafitu. Na rynku dostępne są srebrnoszare płyty wykonane z neoporu – styropianu z dodatkiem cząstek grafitu, a także płyty w szare kropki będące połączeniem styropianowego oraz grafitowego granulatu. Zastosowanie neoporu pozwoliło znacznie poprawić współczynnik λ, a także zmniejszyć gęstość i wagę tego rodzaju izolacji termicznej. Jej zaletą jest ponadto wysoka odporność na działanie UV oraz odbijanie promieniowania cieplnego, co jeszcze bardziej ogranicza utraty ciepła.

Artykuł Izolacje termiczne pochodzi z serwisu Inn Therm.