Technické požiadavky na tepelnú izoláciu rozvodov tepla a teplej vody podľa vyhlášky Č. 282/2012 Z. z. MH SR
Vyhláška sa zaoberá izoláciami pre rozvody tepla a teplej vody, nepredpisuje však hrúbky izolácie proti kondenzácii, t. j. izolácie pre rozvody studenej vody a chladiace rozvody vetrania a klimatizácie.
1. Úvod
Od júla minulého roka je v platnosti vyhláška MH SR č. 282/2012 Z. z., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na tepelnú izoláciu rozvodov tepla a teplej vody [10]. Vyhláška sa zaoberá izoláciami pre rozvody tepla a teplej vody, nepredpisuje však hrúbky izolácie proti kondenzácii, t. j. izolácie pre rozvody studenej vody a chladiace rozvody vetrania a klimatizácie.
Optimálny návrh distribučných sústav sa nezaobíde bez dôkladného izolovania potrubného rozvodu vrátane zariadení a armatúr, čo treba zapracovať v každej projektovej dokumentácii vykurovania a zdravotnotechnických inštalácií pre realizáciu stavby. Okrem správnej voľby kvality materiálu, ktorý je nevyhnutné zvoliť podľa účelu izolácie – tzn. buď na zníženie tepelných strát alebo proti kondenzácii –, treba stanoviť aj potrebnú hrúbku izolácie. Vyhláška dopĺňa zákon č. 476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní energie (zákon o energetickej efektívnosti) a o zmene a doplnení zákona č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov. Vyhláška sa zaoberá len izoláciami pre rozvody tepla a teplej vody, nepredpisuje však hrúbky izolácie proti kondenzácii, t. j. izolácie pre rozvody studenej vody a chladiace rozvody vetrania a klimatizácie.
2. Hrúbka tepelnej izolácie
Vyhláška stanovuje minimálnu hrúbku tepelnej izolácie rozvodov tepla a teplej vody v budovách pre izolačný materiál s tepelnou vodivosťou 0,035 W/(m.K) pri teplote 0 °C podľa tab. 1.
| Č. | Vnútorný priemer potrubia
alebo armatúry [mm] | Minimálna hrúbka izolácie
λ = 0,035 W/(m.K) [mm] |
|---|---|---|
| 1. | do 22 | 20 |
| 2. | od 23 do 35 | 30 |
| 3. | od 36 do 100 | rovnaká hrúbka ako vnútorný priemer potrubia |
| 4. | nad 100 | 100 |
Pri rozdeľovačoch a zberačoch tepla, v miestach križovania a spájania potrubí a pri potrubiach a armatúrach inštalovaných v prestupoch stien a stropov sa môže minimálna hrúbka izolácie znížiť o 50 % hodnoty hrúbky izolácie uvedenej v príslušnom riadku tabuľky [10].
Uvedené hodnoty sú navrhnuté pre rozvody tepla a teplej vody s oceľovými rúrkami. Ak sa zvolí iný izolačný materiál s inou tepelnou vodivosťou alebo iný druh potrubia (napr. plastové), musí sa hrúbka izolácie prepočítať podľa rovníc v prílohe č. 2 k vyhláške.
Ako vyplýva z tab. 1, hrúbky izolácie sú predpísané približne v pomere 1 : 1, t. j. hrúbka izolácie sa približne rovná vnútornému priemeru potrubia, čo po zaizolovaní predstavuje takmer trojnásobné zväčšenie priemeru potrubia. V praxi potom takéto hrúbky izolácie výrazne zvyšujú požiadavky na priestor na inštaláciu potrubia. Napríklad, z neizolovanej rúrky DN 32 (oceľ 42,4 × 3,25) vzniká po zaizolovaní rúrka s priemerom 35,9 + 2 × 30 mm = 95,9 mm. Ak sa vedľa seba vedú viaceré izolované potrubia, nároky na priestor – najmä v šachtách, drážkach a v podlahe – narastajú natoľko, že ich vo viacerých prípadoch nemožno realizovať. Problematická je predovšetkým inštalácia izolovaných potrubí v podlahách s predpísanými hrúbkami cementového poteru a vyrovnávajúcich vrstiev.
3. Výpočet hrúbky zvolenej izolácie podľa vyhlášky č. 282/2012 Z. z.
Výpočet hrúbky zvolenej izolácie podľa vyhlášky je na praktické použitie veľmi náročný a hrúbka izolácie s inou hodnotou tepelnej vodivosti ako je v tab. 1 sa dá podľa uvedených rovnice 1 vypočítať len zložitým iteračným postupom pomocou výpočtovej techniky:
(1)
kde:
Po dosadení hodnôt do rovnice pomocou výpočtového programu Mathcad je pre zvolený materiál PPR 40 × 6,7 mm vypočítaný vonkajší priemer tepelnej izolácie so súčiniteľom tepelnej vodivosti 0,034 W/m.K rovný 97 mm (viď.výpočet nižšie), z čoho potom po odčítaní priemeru potrubia možno vypočítať hrúbku izolácie, ktorá je pre daný prípad potrebná rovná alebo vyššia ako 28,5 mm.
Výpočet sa vykonal pre tieto vstupné veličiny:
Vo výpočte sa pritom nezohľadňuje teplota prúdiacej látky v potrubí a ani teplota vzduchu, v ktorom sa potrubie inštaluje. Je však rozdiel, či sa potrubie vykurovania a teplej vody vedie vo vykurovaných alebo nevykurovaných priestoroch. Žiaľ, táto skutočnosť sa vo vyhláške nezohľadňuje. Tab. 1 udáva hrúbku izolácie pri kovových potrubiach, kde sa zanedbáva tepelný odpor kovových stien potrubia. Pri plastových rúrach však tepelný odpor potrubia nie je zanedbateľný, vo výpočte sa s ním musí uvažovať.
Pre názornosť uvádzame vypočítané hrúbky izolácií podľa rovníc uvedených v prílohe č. 2 vyhlášky pri rôzne zvolených materiáloch izolácií (λiz = 0,034 až 0,04 W/(m.K)) a rôznych materiáloch rúrok, kde sa počítalo s tepelným odporom rúrky v závislosti od jej hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti λR. V tab. 2 až 5 sú vypočítané celkové vonkajšie priemery izolovaných rúrok pri zvolených izolačných materiáloch diz [mm] a minimálne hrúbky izolácie siz [mm].
V súvislosti s novou vyhláškou treba zdôrazniť, že podľa § 7 zákona č. 476/2008 Z. z. [8] platí, že tepelná izolácia sa na rozvody tepla a teplej vody nemusí použiť, ak:
- sú rozvody tepla projektom určené na vykurovanie, prípadne temperovanie priestoru,
- mohla by sa obmedziť funkčnosť armatúr,
- treba dochladiť teplonosnú látku pod určenú teplotu.
Tab. 2 Vonkajší priemer a hrúbka izolácie pre rúrky z PPR, λR = 0,22 W/m.K
Tab. 3 Vonkajší priemer a hrúbka izolácie pre rúrky UPONOR PE-Xa, λR = 0,4 W/m.K
Tab. 4 Vonkajší priemer a hrúbka izolácie pre rúrky Geberit Mepla, λR = 0,43 W/m.K
Tab. 5 Vonkajší priemer a hrúbka izolácie pre rúrky Geberit, nerezová oceľ 1.4401, λR = 15 W/m.K
4. Diskusia
Vo všeobecnosti možno podľa STN EN ISO 12241 [4] navrhnúť hrúbku izolácie vtedy, ak sa zvolí jedna z týchto okrajových podmienok:
- lineárna hustota tepelného toku (tepelná strata) potrubia ql [W/m],
- povrchová teplota na izolovanom potrubí.
Požiadavka tepelnej straty ql ≤ 10 W/m sa požaduje pri potrubí teplej vody a cirkulácie vo vyhl. č. 364/2012 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov [9]. Pri zvolených tepelných stratách (napríklad 8, 10 a 12 W/m) uvádzame požadované hrúbky izolácie s hodnotou tepelnej vodivosti λ = 0,040 W/(m.K) – v tab. 6 pre kovové a v tab. 7 pre plastové rúrky z PPR [1]. V publikovaných článkoch v časopise TZB Haustechnik [1] a údajov v tab. 6 a 7 vyhovujú požiadavke maximálnej tepelnej straty 10 W/m hrúbky izolácie menšie ako priemer potrubia aj pre horšiu kvalitu izolácie (λ = 0,040 W/m.K).
| Rozdiel teplôt vody v potrubí a okolitého vzduchu Δθ = 40 K | ||||
|---|---|---|---|---|
| Súčiniteľ tepelnej vodivosti λ = 0,040 W/(m.K) | ||||
| DN | D × t | ql = 8 W/m | ql = 10 W/m | ql = 12 W/m |
| siz [mm] | siz [mm] | siz [mm] | ||
| 10 | 17,1 × 2,35 | 17 | 10 | 7 |
| 15 | 21,4 × 2,65 | 23 | 14 | 10 |
| 20 | 26,9 × 2,65 | 30 | 19 | 13 |
| 25 | 33,7 × 3,25 | 38 | 25 | 18 |
| 32 | 42,4 × 3,25 | 49 | 33 | 24 |
| 40 | 48,3 × 3,25 | 56 | 38 | 28 |
| 50 | 60,2 × 3,65 | 71 | 48 | 36 |
| Rozdiel teplôt vody v potrubí a okolitého vzduchu Δθ = 40 K | ||||
|---|---|---|---|---|
| Súčiniteľ tepelnej vodivosti λ = 0,040 W/(m.K) | ||||
| DN | D × t | ql = 8 W/m | ql = 10 W/m | ql = 12 W/m |
| diz [mm] | diz [mm] | diz [mm] | ||
| 10 | 16 × 2,7 | 13 | 8 | 5 |
| 15 | 20 × 3,4 | 18 | 11 | 7 |
| 20 | 25 × 4,2 | 24 | 15 | 10 |
| 25 | 32 × 5,4 | 32 | 21 | 14 |
| 32 | 40 × 6,7 | 49 | 27 | 19 |
| 40 | 50 × 8,4 | 52 | 34 | 25 |
| 50 | 63 × 10,5 | 67 | 44 | 32 |
5. Záver
Najvyššia účinnosť tepelnej izolácie sa prejavuje pri malých priemeroch potrubí s menovitou svetlosťou od DN 10 do DN 50. Už prvých 10 milimetrov hrúbky izolácie predstavuje zníženie tepelných strát o 65 až 70 %. Ďalšie zväčšovanie hrúbky izolácie je však už menej efektívne. Nová vyhláška o tepelných izoláciách predpisuje minimálne hrúbky izolácie, ktoré výrazne zvyšujú nároky na priestor (drážky, šachty, kanály, podhľady...), pretože v niektorých prípadoch až trojnásobne zväčšujú priemer potrubia. Pri rekonštrukcii a výmene potrubí je vo vymedzených priestoroch problematické izolovať požadovanou hrúbkou izolácie. Vo väčšine rekonštruovaných rozvodov tepla a teplej vody sa realizovali izolácie s hrúbkou menšou ako polovica priemeru potrubia, a to aj vzhľadom na dispozičný priestor v šachtách, drážkach a podobne. Ďalším problémom sú hrúbky izolácií vyrábané pre potrubia (hadice alebo skruže z PE, PP, PUR alebo kaučukových materiálov), ktoré sa v prípade rozvodov tepla a teplej vody pri DN 15 až DN 100 pohybujú v budovách najčastejšie s hodnotami na úrovni približne 3, 6, 9, 13, 16, 19, 22, 25, 28 až 33 mm. Z uvedeného vyplýva, že už pri potrubí DN 32 sa musí požadovaná izolácia montovať v dvoch vrstvách, prípadne je nutné izolovať plošnými, najmä minerálno-vláknitými izoláciami, ktoré sa vyrábajú aj vo väčších hrúbkach. Možno teda očakávať, že pri dôslednom dodržaní prísnych požiadaviek na tepelné izolácie rozvodov tepla a teplej vody sa v praxi stretneme s viacerými problémami, ktoré bude nevyhnutné aktuálne riešiť, prípadne aj legislatívne upraviť.
Článok vznikol v rámci výskumnej úlohy VEGA č. 1/0511/11.
Literatúra
- [1] Peráčková, J. – Kuniková, Z.: Analýza návrhu hrúbky tepelnej izolácie podľa európskych noriem a predpisov. 1. a 2. časť. In: TZB Haustechnik 4/2008, s. 44–46, TZB Haustechnik 5/2008, s. 54–56.
- [2] Tomašovič, P. – Beťko, B. – Peráčková, J.: Zvuková a tepelná ochrana v budovách. STU, 2004.
- [3] Kapalo, P.: Vplyv tepelnej izolácie na kategorizáciu budovy pri energetickej certifikácii. 12. medzinárodná konferencia Sanhyga 2007. Bratislava: SSTP, 2007, s. 87–94.
- [4] STN EN ISO 12241: Tepelná izolácia technických zariadení budov a priemyselných prevádzok. Výpočtové pravidlá (73 0556) (2001).
- [5] Energieeinsparverordnung (EnEv), Anhang 5.
- [6] DIN 1988, Technische Regeln für Trinkwasser – Installationen.
- [7] Zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov.
- [8] Zákon č. 476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní energie (zákon o energetickej efektívnosti) a o zmene a doplnení zákona č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení zákona č. 17/2007 Z. z.
- [9] Vyhláška MDVaRR SR č. 364/2012 Z. z., ktorou sa vykonáva zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov.
- [10] Vyhláška MH SR č. 282/2012 Z. z., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na tepelnú izoláciu rozvodov tepla a teplej vody.
- Vyhláška č. 193/2007 Sb. kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu.
- Stanovisko SEI - Jsou předepisované hodnoty součinitelů prostupu tepla pro určení tloušťky izolace závazné?
- Nová pravidla energetického hodnocení budov - dopady pro vnitřní vodovod
- Evropská legislativa v oblasti vnitřních vodovodů a požadavky na projekt a realizaci - teplota vody, tepelná izolace potrubí
- Komentář k ČSN 75 5409 „Vnitřní vodovody“, která byla vydána v únoru 2013.
- Potrubí teplé vody s cirkulací a cirkulační potrubí teplé vody musí být tepelně izolováno. Požadavky na tepelnou izolaci jsou uvedeny ve vyhlášce č. 193/2007 a TNI CEN/TR 16355. Potrubí studené pitné vody, kromě potrubí zásobujícího pouze odběrní místa požární vody a potrubí uloženého v ochranné trubce, musí být tepelně izolováno. Nejmenší tloušťky tepelné izolace potrubí studené pitné vody jsou uvedeny v tabulce 1. U potrubí nepitné vody se nutnost tepelné izolace posoudí podle účelu použití vody. Tepelná izolace musí zabránit kondenzaci na vnějším povrchu kovových potrubí studené vody. Potrubí, které není opatřeno tepelnou izolací, má být obaleno plstěným pásem.
Decree deals with insulation for the distribution of heat and hot water, but does not prescribe anti-condensation insulation thickness, t. j. Insulation for cold water distribution pipes and cooling ventilation and air conditioning.