Materiały stosowane w instalacjach grzewczych

1. 1
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
Źródło: www.fotolia.pl
KURS
Roboty związane z montażem
i remontem instalacji grzewczych
MODUŁ
Materiały stosowane do budowy instalacji
grzewczych

2. 2
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych
2.1 Wymagania techniczne dla instalacji grzewczych
Obiekt budowlany, w którym wykonano instalację grzewczą, powinien spełniać
podstawowe wymagania, do których należą1:
 bezpieczeństwo konstrukcji;
 bezpieczeństwo pożarowe;
 bezpieczeństwo użytkowania;
 odpowiednie warunki higieniczne i zdrowotne oraz ochrony środowiska;
 ochrona przed hałasem i drganiami;
 oszczędność energii i odpowiednia izolacyjność cieplna przegród.
Instalacja ogrzewcza powinna być wykonana zgodnie z projektem
oraz wymaganiami przepisów techniczno-budowlanych wydanych w drodze
rozporządzenia2.
W budynkach istniejących lub ich częściach w przypadku nadbudowy,
przebudowy i zmiany użytkowania bierze się pod uwagę wskazania ekspertyzy
technicznej właściwej jednostki badawczo-rozwojowej lub rzeczoznawcy budowlanego
oraz rzeczoznawcy do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych. Wyniki ekspertyzy
powinny być uzgodnione z komendantem wojewódzkim Państwowej Straży Pożarnej
lub Państwowym Wojewódzkim Inspektorem Sanitarnym, odpowiednio do przedmiotu
tej ekspertyzy.
Instalacja ogrzewcza powinna być wykonana w sposób umożliwiający jej
prawidłowe użytkowanie w zakresie ogrzewania i wentylacji, zgodnie z przeznaczeniem
obiektu i założeniami projektu budowlanego3. Funkcjonowanie instalacji powinno być
zgodne z wymaganiami przepisów techniczno-budowlanych (wydanych w drodze
rozporządzeń) dotyczących warunków technicznych użytkowania obiektów
budowlanych i budynków mieszkalnych oraz z zasadami wiedzy technicznej.
2.2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych
2.2.1 Polibutylen (PB)
Zalety polibutylenu:
 wysoka elastyczność – może być układany w tzw. systemie kablowym4. Daje to
możliwość rozwinięcia rur ze zwoju i ułatwia układanie (w porównaniu
ze sztangami). Elastyczność pozwala na ograniczenie liczby kształtek (głównie
1Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane, Dz.U. Nr 106/00 poz. 1126
2Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. Nr 75/02 poz. 690
3 Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane, Dz.U. Nr 106/00 poz. 1126
4 http://www.e-instalacje.pl/a/3367,polibutylen-w-instalacjach-wodociagowych

3. 3
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
kolanek) i złączek. Rurę można wyginać – ręcznie wykonuje się łuk odpowiadający
8 średnicom zewnętrznym. Elastyczność wpływa na obniżenie kosztów instalacji
(kształtki są zawsze najdroższym elementem systemu instalacyjnego) i robocizny;
 zdolność tłumienia drgań – przekłada się na cichą pracę instalacji nawet
przy dużych prędkościach wody. Rury są odporne na zmiany prędkości wody
i uderzenia (wykazują dobrą udarność). W związku z tym należy je stosować
w instalacjach zagrożonych uderzeniem hydraulicznym (spowodowanym nagłym
wzrostem prędkości wody);
 szeroki zakres pracy przy różnych temperaturach – rury PB zachowują
elastyczność aż do -15°C. Dzięki temu mogą być układane w warunkach zimowych.
Swobodnie odkształcają się i powracają do pierwotnego kształtu, nawet jeśli
oddziałuje na nie zamarzająca i odmarzająca woda;
 stosunkowo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej α, który wynosi
0,13 mm/(m·K). Wśród rur jednorodnych z tworzyw sztucznych rury PB zajmują
drugie miejsce (po PVC);
 odporność na korozję i odkładanie kamienia kotłowego;
 odporność na działanie chloru zawartego w wodzie (środka dezynfekcyjnego).
Dopuszczalne stężenie chloru dla polibutylenu wynosi 2 mg/l5. Jednocześnie
wedle Rozporządzenia Ministra Zdrowia zawartość wolnego chloru w wodzie
pitnej nie powinna przekraczać 0,3 mg/l. Żywotność rur polibutylenowych nawet
przy pewnym przekroczeniu dawki dopuszczalnej ocenia się na ok. 50 lat;
 właściwości bakteriostatyczne – poziom wzrostu liczby bakterii (w tym
niebezpiecznej Legionelli) w rurach PB jest porównywalny do liczby bakterii
w rurach miedzianych (w których rozwój mikroorganizmów jest hamowany).
Łączenie rur polibutylenowych
Rury polibutylenowe mogą być zgrzewane polidyfuzyjnie lub elektrooporowo.
Nowoczesne systemy zawierają złączki, dzięki którym do łączenia nie są potrzebne
specjalistyczne narzędzia.
5 http://www.igcp.org.pl/system/files/KRCS%20Lublin%202012%20Thermaflex%20-
%20Witkowska.pdf

4. 4
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
Rysunek 2.1 Wciskowe połączenie rur polibutylenowych
Źródło: http://tworzywa.com.pl/Wiadomo%C5%9Bci/Zmiany-na-rynku-instalacji-z-tworzyw-sztucznych-
20899.html
2.2.2 Polipropylen kopolimerowy (PP-B)
System kanalizacji wewnętrznej produkowany jest z polipropylenu
kopolimerowego PP-B. Dzięki zastosowaniu polipropylenu instalacja grzewcza posiada
szereg zalet.
Zalety polipropylenu6:
 odporność na działanie wysokich temperatur – umożliwia stosowanie systemów
z PP-B w warunkach zwiększonego przepływu ścieków o wysokiej temperaturze
(pralki, zmywarki itp.);
 wytrzymałość na działanie zasad, kwasów i soli nieorganicznych – pozwala
na szerokie zastosowanie rur z PP-B w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym,
w warsztatach samochodowych oraz myjniach do odprowadzania ścieków
o wartościach pH od 2 do 12;
 bardzo dobre parametry hydrauliczne – uzyskane dzięki gładkiej i lśniącej
powierzchni wewnętrznej oraz kształtowi kielicha. Cechy te zapewniają ochronę
przed osadzaniem się tłustych substancji, co zabezpiecza instalację
przed zatykaniem;
 odporność na uderzenia szczególnie w niskich temperaturach – ma istotne
znaczenie dla montażu w warunkach zimowych;
 odporność na korki lodowe;
 bardzo niska waga wyrobów wynikająca z małego ciężaru właściwego
oraz geometrii – najlżejszy dostępny na rynku system kanalizacji.
6 http://www.prik.pl/pdf/matkonf11.pdf

5. 5
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
Kanalizacja wewnętrzna z PP-B zwana jest też wysokoudarową – odznacza się
doskonałymi właściwościami mechanicznymi w szerokim zakresie temperatur. Wyższa
odporność na temperaturę (w porównaniu do PVC) wiąże się z wyższą temperaturą
zeszklenia (Tg) i mięknięcia – według Vicata dla PP-B wynosi 146°C, a dla PVC 79°C.
Porównanie sztywności pierścieniowej (jako funkcji temperatury) dla obu tych
materiałów przedstawia zamieszczony wykres.
Rysunek 2.2 Sztywność obwodowa
Źródło: http://www.makdar.pl/index.php/kanalizacja?sid=1440:INSTALACJE
Własności temperaturowe materiału PP-B przynoszą następujące korzyści7:
 PP-B w porównaniu z PE wykazuje większą twardość, udarność, odporność
termiczną i odporność na korozję naprężeniową;
 odporność na ścieki o wysokiej temperaturze 95°C - 100°C, która została
potwierdzona certyfikatem przyznanym przez ETA Dania;
 bardzo wysoka odporność na uderzenia w temperaturze do -20°C (ma to
szczególne znaczenie podczas montażu w warunkach zimowych);
 wyższa udarność kanalizacji wewnętrznej w niskich temperaturach w porównaniu
do kanalizacji wykonanej ze zwykłego polipropylenu PP;
 znacznie wyższa odporność na temperaturę (niższa wytrzymałość PVC na wysoką
temperaturę wpływa na produkcję rur o grubszych ściankach, tzw. PVC/HT);
 system kanalizacji wewnętrznej z PP-B jest bezpieczniejszy niż z PVC z punktu
widzenia szkodliwości produktów wytworzonych w wyniku spalania.
2.2.3 Polietylen wysokiej gęstości sieciowany (PE-X)
System PE-X można montować w instalacjach zimnej i ciepłej wody użytkowej,
centralnego ogrzewania, ogrzewania płaszczyznowego, sprężonego powietrza, wody
lodowej i technologicznych instalacjach przemysłowych.
Zalety polietylenu8:
 trwałość (oceniana na min. 50 lat);
7 http://www.makdar.pl/index.php/kanalizacja?sid=1440:INSTALACJE
8 http://www.mpj.pl/System_pex_al_pex,pl,site,620,0,607.html

6. 6
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
 odporność chemiczna;
 energooszczędność (niskie straty ciśnienia);
 nietoksyczność;
 amortyzacja uderzeń hydraulicznych;
 brak przenoszenia drgań;
 mały ciężar;
 nie przewodzi prądu;
 wysoka elastyczność;
 bardzo mała wydłużalność cieplna (0,025mm/mK);
 rury i kształtki są w 100% szczelne na dyfuzję tlenu;
 możliwość połączenia z każdym rodzajem instalacji (przy użyciu kształtek
przejściowych wyposażonych w gwinty);
 przyjazny dla środowiska (podczas palenia się rur powstaje jedynie dwutlenek
węgla i woda);
 nie występuje zjawisko korozji elektrochemicznej (rury i złączki nie wchodzą
w reakcję z innymi materiałami, z których wykonana jest pozostała część
instalacji).
2.2.4 Homopolimer polipropylenu (PP-H)
Homopolimer polipropylenu PP-H jest jednym z najmłodszych tworzyw
produkowanych na skalę masową9. Należy do grupy termoplastów o półkrystalicznej
budowie, a otrzymywany jest poprzez polimeryzację propylenu. W zależności
od przestrzennego umiejscowienia grupy CH3 względem łańcucha atomów węgla
otrzymujemy polipropylen syndioaktyczny, ataktyczny lub izotaktyczny – tworzywa
o zróżnicowanych właściwościach fizyko-mechanicznych, z których największe
znaczenie gospodarcze ma polipropylen izotaktyczny.
Właściwości homopolimeru polipropylenu:
 wysoka wytrzymałość i sztywność (dla temperatur dodatnich jest wyższa
niż w przypadku PE);
 wysoka temperatura topnienia fazy krystalicznej (górna temperatura pracy
wynosi 100oC);
 duża twardość (większa niż w przypadku PE);
 wysoka odporność chemiczna, również na działanie rozpuszczalników;
 wysoka odporność na korozję;
 bardzo dobre właściwości dielektryczne;
9 http://www.plastics.pl/produkty/tworzywa-techniczne/polipropylen-pp/homopolimer-polipropylenu-
pp-h-

7. 7
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
 wysoka trwałość, żywotność;
 mała gęstość;
 znaczny spadek wytrzymałości w temperaturze bliskiej 0°C – tworzywo staje się
kruche i podatne na obciążenia udarowe;
 słabe właściwości ślizgowe i stosunkowo wysokie zużycie cierne;
 braki odporności na promieniowanie UV w przypadku postaci podstawowej,
niemodyfikowanej;
 możliwość kontaktu z żywnością.
2.2.5 Stal
Stal to stop żelaza z węglem10. Jest wykorzystywana w montażu instalacji
wodociągowych w postaci ocynkowanej. Cynkowa warstwa chroni rury
przed warunkami sprzyjającymi korozji.
Zalety stali:
 wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i ściskanie – ułatwia układanie długich
instalacji;
 odporność na obciążenia mechaniczne;
 brak możliwości przenikania gazów z otoczenia do wnętrza rury;
 odporność na działanie promieni UV;
 odporność na działanie wysokich temperatur;
 najniższy współczynnik rozszerzalności cieplnej wśród materiałów instalacyjnych
– wynosi 0,013 mm/mK.
Wady stali:
 duża chropowatość ścianek rur prowadząca do tworzenia się osadów;
 łatwe osadzanie się osadu wapiennego wewnątrz rur ze stali ocynkowanej;
 podwyższone koszty eksploatacji związane z koniecznością płukania rur z błony
biologicznej;
 najsłabsze wytłumianie drgań;
 występowanie nieszczelności w szwach;
 mała odporność na korozję;
 brak możliwości gięcia rur ocynkowanych;
 duży ciężar.
10http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0CDoQFjAC&url=http%3
A%2F%2Fpisarzdz.sd.prz.edu.pl%2Ffile%2FMjMsNjcsMzYxMixsMS5wZGY%3D&ei=QG0tUr7hCeHo4QTZ
xIGgDA&usg=AFQjCNHNMH6hvrjjEbBJ64foNJD5sDfzWA&sig2=D_MCPbIo6jlRKs47qbTRUA

8. 8
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
2.2.6 Miedź
Rury miedziane mają zastosowanie w instalacjach wodociągowych wody ciepłej
i zimnej, instalacjach grzewczych i gazowych. W zależności od stopnia wytrzymałości
mechanicznej wyróżniamy rury11:
 miękkie R220 – instalacje wodociągowe i grzewcze;
 półtwarde R250 – instalacje wodociągowe i grzewcze;
 twarde R290 – instalacje wodociągowe, grzewcze i gazowe.
W instalacjach wykorzystywane są oprócz rur czysto miedzianych rury
z płaszczem otulinowym oraz tworzywowym (preizolowane). W łącznikach instalacji
miedzianych stosowane są stopy miedzi – mosiądz i brąz.
Zalety miedzi:
 wysoka trwałość przewodów;
 niewielki ciężar materiału;
 łatwy i tani montaż dzięki wykorzystaniu połączeń lutowanych;
 większa niezawodność dzięki stosowaniu połączeń nierozłącznych;
 możliwość wykorzystywania rur o mniejszej średnicy i mniejszej grubości ścianek
(w porównaniu do rur stalowych);
 działanie bakteriostatyczne;
 brak przepuszczalności gazów;
 umiarkowane koszty.
Ograniczeniem w stosowaniu instalacji miedzianych jest ich łączenie
z innymi materiałami. Nie należy instalować przewodów lub urządzeń stalowych
za przewodami z miedzi, uwzględniając kierunek przepływu wody.
2.2.7 Konstrukcje wielowarstwowe12
Konstrukcje wielowarstwowe składają się z warstwy zewnętrznej i wewnętrznej,
wykonanych z tworzywa sztucznego (PE-HD lub PEX), oraz środkowej – wykonanej z
aluminium (warstwy oznaczone są symbolami PEX/A1/PE-HD lub PEX/A1/PEX,
zależnie od materiału). Warstwa metalu zmniejsza wydłużalność cieplną, zapobiega
przenikaniu tlenu i umożliwia trwałe kształtowanie.
11 Więcek M., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji z rur miedzianych, Instytut Technologii Eksploatacji,
Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
12Kurzydłowski K., Lewandowska M., Nanomateriały inżynierskie, konstrukcyjne i funkcjonalne,
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011

9. 9
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
2.3 Literatura
2.3.1 Literatura obowiązkowa
 Grzegorczyk W., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji centralnego ogrzewania,
Instytut Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006;
 Piekarek M., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji z rur stalowych, Instytut
Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006;
 Praca zbiorowa, Wentylacja, Klimatyzacja, Ogrzewanie. Projektowanie, Montaż,
Eksploatacja, Modernizacja, Wydawnictwo Verlag Dashofer, Warszawa 2011;
 Więcek M., Poradnik dla ucznia, Montaż instalacji z rur miedzianych, Instytut
Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006.
2.3.2 Literatura uzupełniająca
 Koczyk H., Ogrzewnictwo dla praktyków, Wydawnictwo Systherm Serwis s.c.,
Poznań 2002;
 Kołodziejczyk W., Płuciennik M., Wytyczne projektowania instalacji centralnego
ogrzewania, Wydawnictwo COBRTI INSTAL, Warszawa 2001;
 Kurzydłowski K., Lewandowska M., Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne
i funkcjonalne, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2011;
 Rabjasz R., Podstawy higieniczne ogrzewania i wentylacji mieszkań i ogólna ocena
sposobów ich ogrzewania, Materiały do wykładów, Wydawnictwo IOiW PW,
Warszawa 1998;
 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie,
Dz.U. Nr 75/02 poz. 690, Nr 33/03 poz. 270;
 Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 sierpnia
1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych,
Dz.U. Nr 74/99 poz. 836;
 Ustawa z dnia 7 lipca 1994r. Prawo budowlane, Dz.U. z 25 sierpnia 1994 roku,
Nr 89, poz. 414.
2.3.3 Netografia
 http://www.e-instalacje.pl/a/3367,polibutylen-w-instalacjach-wodociagowych;
 http://www.felix.pl/wpis_1231,pl.htm;
 http://www.prik.pl/pdf/matkonf11.pdf;
 http://www.mpj.pl/System_pex_al_pex,pl,site,620,0,607.html;
 http://www.plastics.pl/produkty/tworzywa-techniczne/polipropylen-
pp/homopolimer-polipropylenu-pp-h-;

10. 10
Kurs: Roboty związane z montażem i remontem instalacji grzewczych
 http://www.igcp.org.pl/system/files/KRCS%20Lublin%202012%20Thermaflex%
20-%20Witkowska.pdf;
 http://www.e-instalacje.pl/a/3367,polibutylen-w-instalacjach-wodociagowych;
 http://www.makdar.pl/index.php/kanalizacja?sid=1440:INSTALACJE.
2.4 Spis rysunków
Rysunek 2.1 Wciskowe połączenie rur polibutylenowych .............................................................4
Rysunek 2.2 Sztywność obwodowa .........................................................................................................5
Spis treści
2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych ........................................................2
2.1 Wymagania techniczne dla instalacji grzewczych..............................................................................2
2.2 Materiały stosowane do budowy instalacji grzewczych..................................................................2
2.2.1 Polibutylen (PB).................................................................................................................................................................2
2.2.2 Polipropylen kopolimerowy (PP-B) .........................................................................................................................4
2.2.3 Polietylen wysokiej gęstości sieciowany (PE-X) .................................................................................................5
2.2.4 Homopolimer polipropylenu (PP-H)........................................................................................................................6
2.2.5 Stal ...........................................................................................................................................................................................7
2.2.6 Miedź.......................................................................................................................................................................................8
2.2.7 Konstrukcje wielowarstwowe.....................................................................................................................................8
2.3 Literatura.............................................................................................................................................................9
2.3.1 Literatura obowiązkowa................................................................................................................................................9
2.3.2 Literatura uzupełniająca................................................................................................................................................9
2.3.3 Netografia.............................................................................................................................................................................9
2.4 Spis rysunków.................................................................................................................................................10