Ter voorkoming van energieverliezen over warmtebruggen, moeten beugels en appendages evengoed worden geïsoleerd als leidingen. Een goede elastomeer leidingdrager ontkoppelt leiding en leidingdrager: de drager vormt dan geen thermische brug.
Het onderscheid tussen warmte- en koude-isolatie bepaalt de natuurkundige wetmatigheden achter het systeemontwerp en de eisen waaraan het isolatiesysteem moet beantwoorden. Warmte-isolatie houdt de bedrijfstemperatuur van de installatie boven de omgevingstemperatuur en beperkt thermische verliezen. Koude-isolatie houdt de bedrijfstemperatuur juist onder de omgevingstemperatuur en voorkomt warmteoverdracht van de omgeving aan het medium.
Energiebesparing en condensvorming
Bij warmte-isolatie staat energiebesparing voorop. Bij koude-isolatie heeft condenspreventie de hoogste prioriteit. In nieuwbouwsituaties is isolatie van verwarmings- en sanitairleidingen tegenwoordig vanzelfsprekend. Leidingdragers worden echter nog vaak niet of verkeerd geïsoleerd. Dit veroorzaakt grote warmteverliezen. Verkeerd geïsoleerde leidingdragers in koude- en luchtbehandelingsinstallaties blijken vaak tevens de zwakke isolatieschakel die condensvorming veroorzaakt.
Thermische verliezen
De ongeïsoleerde leidingdrager vormt een warmtebrug en genereert dus thermische verliezen. Volgens driedimensionele warmtestroomberekeningen van het Duitse Instituut voor Passiefbouw te Darmstadt veroorzaakt een ongeïsoleerde drager (DN 20-leiding, buitendiameter 26,9 mm, isolatiedikte 27 mm) een warmtebrug-verliescoëfficiënt van 0,06 W/K. Elke kale drager in een transportleiding op 60 °C mediumtemperatuur verspilde in 2015 circa € 2,60 per jaar . Na-isolatie reduceert het thermische verlies met de helft, maar het is aanmerkelijk sneller en efficiënter het probleem aan de bron aan te pakken met voorgeïsoleerde leidingdragers.
Zwakke schakel
De specifieke eisen aan koude-isolatie hangen niet af van de absolute mediumtemperatuur. Het gaat uitsluitend om de natuurkundige effecten bij objecttemperaturen onder de omgevingstemperatuur. Zo is het absoluut noodzakelijk een object met een mediumtemperatuur van 40 °C te voorzien van koude-isolatie, wanneer de omgevingstemperatuur bijvoorbeeld 50 °C is. Deze situatie kan zich voordoen in tropische omstandigheden en kan ook optreden in de proces- en levensmiddelenindustrie.
De relatief koude lucht in het isolatiesysteem neemt onder het dauwpunt tengevolge van geringere dampspanning minder waterdamp op dan de warmere omgevingslucht. De dampspanning vertoont dus een drukval, die van buitenaf op de isolatie inwerkt. Hierdoor kan waterdamp uit de omgeving in het isolatiemateriaal dringen (diffusie), vervolgens condenseren en het isolatiemateriaal met vocht verzadigen.
Leidingen in koude- en klimaatinstallaties moeten daarom per se thermisch worden ontkoppeld van de leidingdragers. Is dit niet of gebrekkig het geval, dan is de leidingophanging een thermische brug voor warmtetransport uit de omgeving. Condensvorming leidt uiteraard tot verhoogde energieverliezen. Bovendien leidt het sterk verhoogde corrosiegevaar mogelijk tot aanzienlijke gevolgschade. Kortom, onjuist uitgevoerde leidingdragers vormen een zwakke schakel in het systeem en kunnen condensvorming veroorzaken.
Thermische ontkoppeling
Om koudebruggen (correct is ‘warmtebrug’ of ’thermische brug’) te voorkomen, mag geen directe verbinding bestaan tussen object en bevestiging. Daartoe past men tussen object en bevestiging een inlage c.q. ‘klos’ toe van drukvast isolatiemateriaal met een lage warmtegeleidingscoëfficiënt. De inlage moet minimaal even dik zijn als het aansluitende isolatiesysteem. Bovendien dient men de maximaal toegelaten statische belasting in acht te nemen. Om indringend vocht te voorkomen, wordt de dampdichte afwerking van de aansluitende isolatiedelen overlappend verlijmd. Het aansluitende isolatiemateriaal wordt aan de kopse zijden naadloos met de leidingdrager verlijmd.
Toepassing van standaard leidingdragers op koudeleidingen mag eigenlijk niet meer voorkomen. In de regel schrijft het bestek leidingdragers en –steunen met koude-isolatie voor. Er wordt echter lang niet altijd rekening gehouden met de compatibiliteit van de isolerende drager en het aansluitende isolatiesysteem.
Geregeld worden isolatieklosjes op basis van pur/pir toegepast. Uitvoerige lijmtesten en schaderapporten uit de praktijk brengen aan het licht dat dit niet tot bevredigende resultaten leidt. Een dergelijke verbinding met aansluitende elastomeerisolatie kan zich ontpoppen als zwakke schakel en vochtindringing op gang brengen. Een dergelijke drager zou geheel in het elastomeer isolatiemateriaal ingekapseld moeten zijn, hetgeen in de praktijk bepaald niet eenvoudig is.
Leidingdrager als systeemcomponent
Effectieve thermische ontkoppeling van leidingdrager en koude-leiding is heel goed mogelijk, mits de leidingdrager is afgestemd op het elastomeer isolatiemateriaal. Zo’n drager, zoals Armacells Armafix, is gebaseerd op hetzelfde isolatiemateriaal als de bijbehorende slangen en platen. Dit garandeert dat ook ter hoogte van de ophanging wordt voldaan aan alle isolatietechnische eisen: geringe warmtegeleiding (λ-waarde) en een hoge waterdampdiffusieweerstand (μ-waarde). De hoge μ-waarde borgt de lambdawaarde van de drager-isolatie. Het isolatiesysteem behoudt zo ook rond ophangingen zijn energiebesparende functie. Geïntegreerde drukvaste versteving van pur/pir-schuim vereffent de statische belasting, terwijl een volledig verlijmd dampscherm het geheel ononderbroken beschermt tegen vochtindringing. De stalen beugel zorgt tenslotte voor gelijkmatige verdeling van de mechanische belasting.
Vergelijkbare systeemoplossingen zijn ook leverbaar voor luchtkanalen in de vorm van zogeheten dwarsdragers dan wel kanaalbeugels.
Montage van deze leiding- en kanaaldragers verloopt snel en gemakkelijk. De leidingdrager voor koudeleidingen is voorzien van zelfklevende sluiting en wordt ook in een ‘Combi-box’ geleverd met het bijbehorende aantal beugels.
Verwerking van systeemdragers
De leidingsteun vervult twee geheel verschillende functies: bevestiging van het leidingsysteem, bestaande uit eigen leidingmassa en mediumgewicht, in combinatie met isolatie ter hoogte van de bevestigingspunten. Ook in de uitvoering gaat het om twee verschillende disciplines: leidinginstallatie en technische isolatie.
Om functionele problemen te voorkomen bij de letterlijk en figuurlijk overlappende werkzaamheden, zijn de Armafix leidingdragers zo ontworpen, dat de vakgebieden elkaar niet in de weg zitten.
De installateur monteert de leidingdrager op de hem vertrouwde manier. Hij hoeft ook niet de juiste beugel te zoeken, want Armacell biedt de dragers inclusief schroefbeugels aan in een Combi-box.
In de volgende stappen verzorgt de isolatiespecialist de compartimenterende en kopse verlijming van de leidingdragers met de aansluitende elastomeer isolatie.
Vergelijkende berekeningen van Armacell laten zien dat deze systeemoplossing optimaal functioneert en bovendien eenvoudiger, netter en sneller werkt dan conventionele beugeling.
Samenvatting
Een afdoende thermische ontkoppeling van de leidingbeugeling garandeert een duurzame werking van het isolatiesysteem. Toepassing van niet-systeemgebonden isolatieklossen is duur in materiaal en verwerking. Een systeemoplossing met geïntegreerde isolatie en leidingdrager verhoogt de betrouwbaarheid ten aanzien van condenspreventie, brandveiligheid en energiebeheersing en vereenvoudigt bovendien de verwerking.
Afhankelijk van de leidingdiameter komt het energieverlies van een ongeïsoleerde leidingdrager overeen met ca. één meter ongeïsoleerde leiding.
Het gevolg van gebrekkige isolatie van een standaard leidingdrager van een koude-leiding.
IJsafzetting. Op het eerste gezicht functioneerde het isolatiesysteem probleemloos, maar kort na ingebruikname ontstond reeds condensvorming en zelfs ijsafzetting.
Aanzienlijke schadepost, veroorzaakt door ontoereikende inkapseling van een niet-compatibele isolatiesteun.
Voor het Armaflex Ultima-materiaal met lage rookdichtheid levert Armacell bijpassende leidingdragers.
Montage van Armafix leidingdragers verloopt in twee stappen. De installateur monteert de drager, vervolgens verlijmt de isoleerder de aansluitende isolatiecompartimenten.
Dit artikel stond onder verantwoordelijkheid van CINI eerder in Isolatie Magazine 84.