Materiały w instalacjach zimnej wody

dr inż. Anna Musz, Zakład Wodociągów i Kanalizacji, Instytut Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej

Planując budowę domu, jak i modernizację istniejących, starych instalacji wodociągowych, każdy inwestor staje przed koniecznością podjęcia decyzji odnośnie materiału rur, z którego mają być wykonane nowe instalacje, tak by bezawaryjnie służyły przez wiele kolejnych lat oraz zapewniały czystą wodę.

Każdy materiał oddziałuje bowiem na wodę będącą z nim w kontakcie, powodując fizyko-chemiczne oraz mikrobiologiczne zmiany jej składu, a zachodzące na powierzchni styku materiału i wody procesy mogą być przyczyną jej wtórnego zanieczyszczenia.

Charakter zmian i ich intensywność zależą przede wszystkim od rodzaju zastosowanego materiału oraz od tego, jak zaprojektowana jest instalacja, od warunków wykonania i użytkowania, stanu technicznego przewodów i urządzeń. Pogorszenie jakości wody może objawiać się zmianą wskaźników: fizycznych (zwiększenie barwy, mętności), organoleptycznych (pogorszenie smaku, pojawienie się posmaku czy zapachu), a także parametrów chemicznych czy mikrobiologicznych (np. namnożenie się bakterii z rodzaju Legionella). I – co jest bardzo ważne – procesy zachodzące w instalacjach wodociągowych, które mogą być groźne dla ludzi, wcale nie muszą powodować widocznej zmiany barwy czy mętności wody. Substancjami, które wywierają negatywny wpływ na zdrowie ludzi, są metale ciężkie i monomery, a także mikroorganizmy chorobotwórcze i pasożyty rozwijające się na wewnętrznych powierzchniach przewodów.

Właściwości rur oraz ich wpływ na parametry wody ściśle uzależnione są od zastosowanego materiału. W celu ułatwienia wyboru materiału instalacyjnego, poniżej przedstawiono podstawowe właściwości materiałów i samych rur instalacyjnych.

Nieplastyfikowany polichlorek winylu

Rury wykonane z nieplastyfikowanego (niezmiękczonego) polichlorku winylu (PVC-U) zalecane są tylko do instalacji wody zimnej. Charakteryzują się dużą odpornością na działanie tłuszczów, kwasów, natomiast w niskiej temperaturze (poniżej 0ºC) wykazują dużą kruchość, dlatego też prowadząc przewody w pomieszczeniach nieogrzewanych lub na zewnątrz budynku, należy pamiętać o odpowiedniej warstwie izolacji termicznej.

Chlorowany polichlorek winylu

Przewody z chlorowanego polichlorku winylu (PVC-C) cechują się podwyższoną sztywnością oraz wytrzymałością na wysokie temperatury (do 100ºC), dzięki czemu można je stosować również w instalacjach wody ciepłej.

Ogólnie rury wykonane z PVC-U oraz PVC-C charakteryzują się:

  • małą masą (są 6-krotnie lżejsze od rur stalowych);
  • nie przewodzą prądu, nie korodują;
  • są złymi przewodnikami ciepła (oddają około 300 razy mniej ciepła niż rury stalowe i około 2500 razy mniej niż miedziane);
  • instalacja wykonana z rur z polichlorku winylu jest tańsza od instalacji stalowej i miedzianej;
  • w przewodach tych notuje się najwyższy wskaźnik rozwoju flory bakteryjnej oraz bakterii z grupy Legionella (w stosunku do miedzi ponad 70 razy częściej dochodzi na powierzchni tych rur do rozwoju błony biologicznej).

Zarówno rury z PVC-U, jak i ­PVC-C łączy się przez klejenie. W miejscach, gdzie rury te trzeba połączyć z przewodami stalowymi (np. przy wyjściu z kotła grzewczego itd.), do wykonania połączenia należy zastosować kształtki przejściowe o połączeniach gwintowanych, które mogą zmniejszyć wytrzymałość instalacji na ciśnienie.

Rury z PVC-U i PVC-C w temperaturze poniżej zera stają się kruche i nie nadają się do użytku.

Polietylen

Rury z polietylenu (PE) występują w trzech odmianach: jako polietylen małej i średniej gęstości (PE-LD i PE-MD), stosowane w instalacjach niskociśnieniowych, oraz polietylen dużej gęstości (PE-HD), przeznaczony do instalacji wysokociśnieniowych. Wszystkie typy polietylenu charakteryzuje duża gładkość ścianek wewnętrznych, co powoduje, że są one odporne na osadzanie kamienia oraz mają stosunkowo małą odkształcalność, co umożliwia wykonywanie instalacji bez kompensatorów. Maksymalna temperatura robocza wynosi +60°C.

Polietylen sieciowany

Polietylen dużej gęstości usieciowany (PEX) stosuje się przede wszystkim do budowy instalacji centralnego ogrzewania i ogrzewania podłogowego, jak również do budowy instalacji wodociągowych. Rury z niego wykonane charakteryzują się odpornością na niskie i wysokie temperatury (minimalna temperatura robocza –10°C, maksymalna temperatura robocza +95°C). Dzięki odporności na ujemną temperaturę, można je stosować w instalacjach narażonych na zamarzanie.

Współczynnik chropowatości rur wykonanych z PEX wynosi 0,0005 mm, co oznacza, że są one odporne na osadzanie zanieczyszczeń i kamienia oraz pozwalają na stosowanie mniejszych średnic przewodów w porównaniu do rur wykonanych z innych materiałów. Ponadto charakteryzują się większą wytrzymałością w stosunku do rur ze zwykłego PE oraz wysoką elastycznością materiału, a to pozwala na dowolne prowadzenie instalacji i łatwe wykonywanie podejść. Rury te można dowolnie wyginać, co znacznie ogranicza zużycie kształtek kolanek i łuków.

Polipropylen

Rury z polipropylenu (PP) cechuje wysoka odporność na działanie związków chemicznych, odporność na korozję (50-lenia trwałość instalacji bez konieczności wymiany), sztywność oraz odporność na wysokie i niskie temperatury (maksymalna temperatura przesyłanego medium +90°C, minimalna temperatura użytkowania –40°C). Rury te stają się kruche dopiero w temperaturze poniżej –40°C.

Rury polipropylenowe są lekkie, łatwe w montażu (zgrzewanie w temperaturze 240÷270°C, elektrozłączki lub złączki zaciskowe). Ze względu na sztywność zmiany kierunku, montaż należy wykonywać przez zastosowanie odpowiednich kształtek (kolan, łuków). Wysoki współczynnik rozszerzalności liniowej wymusza stosowanie kompensacji.

Polipropylen stosowany jest w instalacjach wody zimnej i ciepłej (w Europie rury z PP są najczęściej stosowanym materiałem w instalacjach wodociągowych). Rury do instalacji wodociągowych i grzewczych wykonuje się z kopolimeru PP-R oznaczanego też PP-3, który wykazuje lepszą elastyczność w porównaniu do samego polipropylenu.

Polibutylen

Rury z polibutylenu (PB) stosuje się w instalacjach wodociągowych od początku lat 80. ubiegłego wieku. Instalacje z PB są bardzo odporne zarówno na niskie (–15°C), jak i na wysokie temperatury (+90°C).

Jest to materiał bardzo elastyczny nawet w niskich temperaturach, co pozwala na układanie rur zimą, dowolne wyginanie i prowadzenie instalacji. Wymaga jednak dużej liczby mocowań z uwagi na pamięć kształtu. Dzięki dużej ­elastyczności i ­dobrym własnościom mechanicznym, polibutylen jest odporny na pełzanie, naprężenia oraz ścieranie. Materiał ten jest również odporny na zamarzanie, uderzenia i nie ulega odkształceniom pod wpływem długotrwałych obciążeń.

Ponadto przewody wykonane z PB są odporne na rozwój błony biologicznej. Nie można ich jednak wystawiać na działanie promieni UV, dlatego też instalacje wykonane z rur PB muszą być ukryte w bruzdach lub w wylewce.

Rury wielowarstwowe

Rury wielowarstwowe składają się z kilku warstw różnych materiałów i łączą w sobie ich zalety i wady. Oznaczenie tych rur zawiera skróty nazw materiałów podane w kolejności występujących warstw. W instalacjach wody zimnej i ciepłej można stosować rury: PEX/Al/PEX, PEX/Al/PEHD, PP-R/Al/PP-R.

Zastosowana warstwa aluminium pozwala zmniejszyć wydłużalność cieplną rur przy zachowaniu ich dużej elastyczności i giętkości oraz stanowi barierę antydyfuzyjną. Rury te cechują się większą odpornością na uszkodzenia mechaniczne i działanie substancji żrących oraz łat­wiejszym prowadzeniem podczas układania instalacji w porównaniu do materiału macierzystego pojedynczej warstwy. Przeznaczone są do pracy w temperaturze do +95°C.

Decydując się na ich zakup, warto wybrać system markowego producenta. Najtańsze rury z supermarketu budowlanego są najczęściej kiepskiej jakości i często pękają przy wykonywaniu próby ciśnieniowej, której pomyślny wynik gwarantuje szczelność instalacji.

Rury miedziane

Stosowane są zarówno w instalacjach wodociągowych, jak i grzewczych. Obserwowany w ostatnich latach wzrost ich popularności w instalacjach wodociągowych, niewątpliwie związany jest z bakteriostatycznymi właściwościami miedzi (hamują rozwój groźnych typów bakterii, m.in. bakterii Legionella).

Przewody wykonane z miedzi charakteryzują się dużą odpornością na korozję, pod warunkiem nie stosowania ich w instalacjach, w których płynie woda miękka (woda miękka o dużej zawartości CO2 wywołuje korozję instalacji miedzianej), odpornością na promieniowanie UV oraz nie ulegają starzeniu. Rury miedziane są co najmniej 4-krotnie trwalsze od stalowych. Dane producentów wskazują, że instalacja z rur miedzianych wytrzyma od kilkudziesięciu do nawet 100 lat. Rury te ponadto wykazują właściwości bakteriostatyczne. W porównaniu do innych stosowanych materiałów instalacyjnych, w przewodach tych obserwowany jest procentowo najmniejszy rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych.

Niewątpliwą zaletą rur miedzianych jest ich stosunkowo mały ciężar, co ułatwia ich transport i montaż. Wadą natomiast jest duży współczynnik rozszerzalności termicznej, co wymusza stosowanie kompensacji naturalnych lub kompensatorów wydłużeń.

Wykonując instalację z rur miedzianych, należy pamiętać, że są one bardzo wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne (zarysowania, pęknięcia), dlatego też należy zachować szczególną ostrożność przy ich transporcie, składowaniu, a także pracach montażowych.

Kolejną negatywnie ocenianą przez konsumentów wody cechą rur miedzianych jest uwalnianie jonów miedzi. Jest to bardzo dobrze widoczne podczas przerw w poborze wody (np. podczas nocnej stagnacji), gdy po nich wypływająca z punktu czerpalnego woda przybiera „zielonkawy” kolor. Zmiana koloru wody świadczy o migracji jonów miedzi do wody. W takim wypadku zaleca się regularne przepłukiwanie instalacji, przez spuszczenie z niej części wody, oraz wykonywanie okresowych badań jakości wody.

Kupując rury miedziane, należy pamiętać o dwóch podstawowych zasadach:

  • miedź należy kupować od renomowanych producentów, gdyż tylko wtedy mamy zagwarantowaną jakość wykonania wewnętrznej warstwy, od której zależy odporność na korozję;
  • powierzchnia zewnętrzna i wew­nętrzna rury powinna być gładka, bez rys, porów, pęknięć oraz widocznych śladów po obróbce.

Zgodnie z art. 5, ust. 1 ustawy Prawo budowlane, instalacja wodociągowa powinna zapewniać: bezpieczeństwo konstrukcji, bezpieczeństwo w warunkach pożarowych, ochronę przed hałasem i drganiami, bezawaryjne działanie w długim okresie czasu, odpowiednie warunki higieniczne i zdrowotne (w tym zapewniać odpowiednią jakość wody pobieranej przez odbiorców) oraz ochronę środowiska. Realizacja pierwszych czterech wymagań uzależniona jest przede wszystkim od poprawności rozwiązań projektowych, staranności wykonania instalacji, a w szczególności połączeń. Natomiast zapewnienie odpowiedniej jakości wody uzależnione jest w dużej mierze od materiałów zastosowanych do budowy instalacji. Należy podkreślić, że nie ma materiałów, które nie oddziałują na jakość wody i w związku z tym nie ma w pełni bezpiecznych instalacji. By zapewnić dobrą jakość wody w instalacjach, ważne jest, by stosować się do zaleceń projektowych i regularnie wykonywać niezbędne czynności eksploatacyjne, takie jak płukanie, naprawy, wymiany przewodów oraz dezynfekcję termiczną.

Źródła: instalacjebudowlane.pl;
www.muratordom.pl; www.budujemydom.pl; www.e-instalacje.pl