Domové rozvody plynu - nové plastové alebo tradičné medenné?
Vážení čitatelia,
reagujeme na zvýšený záujem odbornej verejnosti a investorov po informáciách o nových, progresívnych a bezpečných technológiách určených pre rozvody plynu v budovách.
V súčasnej dobe tieto požiadavky naplňuje najmä potrubný rozvod z viacvrstvových plastohliníkových trubiek, chránený protipožiarnymi poistkami, ktorý je už v ČR a SR certifikovaný. praktickému nasadeniu do realizačnej praxe však doposiaľ bráni § 38 vyhlášky č. 137/1998 Zb., MMR ČR. Novela tejto vyhlášky je v súčasnej dobe prejednávaná a v blízkej dobe bude platná v novom znení, ktoré túto realizáciu plynových rozvodov v domoch umožní. I základný predpis TPG 704 03, ktorý rieši podrobnosti použitia viacvrstvových trubiek k rozvodom plynu v budovách, sa v súčasnej dobe prejednáva v konečnom návrhu.
Odborná verejnosť iste zaznamenala, že od 1. februára 2008 nadobudla účinnosti nová norma ČSN EN 1775, ktorá už plne akceptuje používanie viacvrstvového potrubia pre domové plynovody do 5 bar. Jedná sa bez sporu o prelomový technický predpis, ktorého obsah by nemal uniknúť žiadnemu, kto plynové rozvody projektuje, montuje, či reviduje.
Aby sme však nepredbiehali udalosti, prinášame Vám zatiaľ pohľad na túto problematiku od tých najpovolanejších, zástupcov renomovanej európskej skúšobne KIWA GASTEC TECHNOLOGY, pretože uvedený systém v rade krajinách EU bezproblémovo funguje k spokojnosti všetkých viac ako 10 rokov.
Obsah
Nové inštalačné materiály sú atraktívnou alternatívou k tradičnému oceľovému a medenému potrubiu. Vo väčšine krajinách však nemôžu byť nové materiály používané, pretože to miestne zákony neumožňujú.
Tento dokument predkladá skúsenosti s týmito novými inštalačnými materiálmi behom posledných desať rokov, počínajúc ich predstavenia, skúšobnými projektmi, a končiac zavedením nových potrubných systémov. Zvláštna pozornosť bola venovaná bezpečnosti potrubia a nutnosti prídavných bezpečnostných poistiek.
Dôležitým bodom je tiež odolnosť materiálov voči vysokej teplote, ktorá je spornou otázkou rôznych národných smerníc.
Táto prezentácia obsahuje tiež najnovšie pokroky v štandardizácii.
Ďalej sú predstavené niektoré odporučenia, ako postupovať pri zavádzaní nových materiálov.
Úvod a história
Po prvýkrát bolo použité plastové potrubie pre domové rozvody plynu približne pred desiatimi rokmi v Holandsku. Predtým bolo povolené používať iba oceľové alebo medené potrubie.
V tej dobe bola však kladená otázka ako by bolo možné znížiť náklady na inštaláciu domových plynových rozvodov. Riešením bolo použitie iných typov potrubných materiálov, ktoré by potom mohli byť inštalované ľahším a rýchlejším spôsobom. Obecne platí, že mzdové náklady na inštaláciu sú omnoho vyššie než náklady na materiál. Pre dosiahnutie maximálneho zníženia nákladov musí byť teda znížená pracovná doba potrebná k inštalácii.
Problémom pred 10 rokmi bolo, že žiadny z holandských zákonov neumožňoval použitie nových materiálov. Ale zákonní zástupcovia boli ochotní prijať nové materiály za predpokladu, že bude u inštalovaných systémov preukázaná aspoň rovnaká bezpečnostná úroveň ako u medených a oceľových potrubných systémov. Skupina, ktorá začala tento nový projekt, bola schopná obhájiť, že nové vyvíjané systémy budú mať podobnú bezpečnostnú úroveň ako tradičné systémy. Predstavenie niekoľko bezpečnostných poistiek slúžilo ako podporný prostriedok v presviedčaní ľudí a k prijatiu i tak, že tu boli pochybnosti o funkčnosti týchto poistiek.
Po schválení bolo spustených niekoľko skúšobných projektov. Veľmi dôležité bolo, že boli pozvané všetky zainteresované strany, aby sledovali alebo sa priamo zúčastnili v tomto projekte. Medzi týmito ľuďmi boli členovia požiarnych zborov, miestne úrady, montážnici, dodávatelia plynu, skúšobne, výrobci a v neposlednej rade tiež budúci obyvatelia novo vystavaných domov. Výsledkom bolo, že nový systém bol rýchle prijatý a skúšobné projekty boli pozitívne prezentované v tisku.
Po nejakej dobe boli zhodnotené inštalačné postupy. Ako výsledok tohto zhodnotenia boli zrušené takmer všetky prídavné bezpečnostné poistky. V súčasnej dobe sú tieto nové flexibilné potrubné systémy v Holandsku jednoducho a rýchlo inštalovateľné. Je schválených mnoho nových potrubných systémov (certifikát Kiwa GASTEC QA) a sú tiež na trhu bežne dostupné. Montážnik má teda veľké množstvo možností!
Inštalačný postup
V Holandsku sa používajú dva typy viacvrstvových potrubí: plastové potrubia s hliníkovou vrstvou, napr. PEX-Al-PEX a celoplastové potrubia PEX so slabou vrstvou EVOH. Funkcia EVOH vrstvy je zabrániť priestupu zápachu cez stenu trubky. Prenos zápachu by totiž mohol spôsobiť falošný alarm úniku plynu (viď. /1/).
Trubky sú montované s lisovacími fitingami. jeden typ fitingov pre PEX potrubie využíva pamäťový účinok PEXu, Iné typy fitingov ako spojovacie fitingy a mechanické závitové fitingy neboli ešte používané. Naviac, počet fitingov musí byť obmedzený na čo najnižší počet. Obvykle musí byť potrubie inštalované bez krycej trubky, iba v niektorých obmedzených prípadoch musí byť táto trubka inštalovaná.
Hlavným obmedzením je, že všetky potrubia musia byť ukryté v stene alebo podlahe, alebo musia byť dobre chránené. Iba v mieste plynomeru a v blízkosti nástenky môžu byť inštalované odkryté potrubie. Z tohto dôvodu je tento typ potrubia inštalovaný iba v novostavbách a v novo renovovaných objektoch. Medené potrubie sa používa pre historické budovy a pri menších renováciách. Tento postup sa pravdepodobne nebude meniť ani do budúcna.
Zamurované potrubie je dostatočne chránené proti mechanickému poškodeniu a ohni. Z tohto dôvodu nie je vyžadované použitie ďalších bezpečnostných poistiek. Pri medenom potrubí nie sú tieto bezpečnostné poistky také požadované. Niektorí dodávatelia systému požadujú, aby boli inštalované nadprietokové ventily. V tomto prípade musia byť dodržané inštrukcie dodávané s týmito ventilmi.
Domové rozvody plynu a bezpečnosť
Už takmer 50 rokov sú v Holandsku systematicky zhromažďované všetky udalosti týkajúce sa plynových inštalácií. Väčšina (smrteľných) prípadov je spôsobená otravou CO z dôvodu nedostatočného spaľovania, prípady z dôvodu zlyhania potrubia sú úplne vzácne. V skutočnosti došlo k niekoľkým explóziám, ale vyšetrovaním bolo zistené, že takmer vo všetkých prípadoch boli spôsobené manipuláciou s potrubím (hlavné dôvody: sebevražda alebo poisťovací podvod) a úpravami na potrubí vykonávanými neodborným spôsobom.
Zriedka sa objavili ďalšie prípady, kedy došlo k spontánnemu poškodeniu fitingu alebo potrubia.
Hlavným rizikom pri inštalácií potrubia je nekontrolovaný únik plynu. Potrubie musí zostať plynotesné behom celej jeho životnosti. Dobre navrhnuté a profesionálne nainštalované potrubie túto požiadavku spĺňa.
Dôležitou otázkou je, či je nutné použitie prídavných bezpečnostných poistiek. Je zrejmé, že bezpečnostná poistka nesmie slúžiť ako ospravedlnenie za zlý inštalačný postup. Bezpečnostná poistka musí ponúkať viac bezpečnosti, inak nie je žiadny dôvod ju inštalovať.
Ako bolo zmienené skôr, počet nehôd z dôvodu inštalácie potrubia je veľmi nízky. Viacvrstvové potrubia sú viac náchylné k poškodeniu pri náraze a ostrými predmetmi a k tepelným zaťaženiam než tradičné medené a oceľové potrubia. Avšak, keď sú viacvrstvové potrubia po inštalácií chránené, ako napr. ukrytím v stene, je systém proti týmto rizikám dostatočne chránený. Z tohoto dôvodu nie sú v Holandsku požadované žiadne prídavné bezpečnostné poistky.
Pokiaľ je plastové potrubie položené a nie je takto chránené (viditeľne), povinne sa vyžaduje použitie týchto poistiek.
Použitie nadprietokových ventilov je v mnohých krajinách predmetom diskusie, a to nezávisle na type inštalačného materiálu (nadprietokový ventil uzavrie prietok plynu, keď je prekročené určité prietokové množstvo). Manipulácia s plynovými inštaláciami je v posledných niekoľko rokoch rastúcim problémom. Poruchy spôsobené manipuláciou majú za následok veľké úniky plynu. V takýchto prípadoch nadprietokový ventil uzavrie prietok a zabráni tak explózií. Rozhodnutie inštalovať nadprietokové ventily nie je závislé od materiálu, ale z dôvodu iných rizík.
Občas sa stane, že potrubie poškodené zatlčením klinca alebo prevŕtaním, to však nevedie k vážnym nehodám. Akonáhle je zaregistrovaný pach plynu, uzavrie sa hlavný uzáver plynu. Tmavšou stránkou skrytej inštalácie je, že oprava porušeného potrubia je pomerne nákladná.
Viacvrstvové potrubie a medené potrubie má zhruba rovnakú odolnosť voči prevŕtaniu či porušeniu klincom. Oceľové potrubie má oveľa vyššiu odolnosť (avšak toto neplatí pre vlnité oceľové potrubie, viď. /2/).
Detekce plastového potrubí bez kovové vrstvy je celkem obtížná. Nelze použít standardní detektory, ale v současné době jsou na trhu dostupné již speciální detektory.
Ďalším typom bezpečnostnej poistky je termický uzáver. Tento uzáver automaticky uzavrie ventil, keď je prekročená určitá teplota. Táto poistka pracuje iba lokálne, pre ochranu celého systému potrubia je treba mnoho týchto termických uzáverov. Obecne sú tieto uzávery považované za zbytočné.
Len vo veľmi vzácnych prípadoch boli inštalované pretlakové ventily. Takéto zariadenie reaguje na zvýšenie tlaku v dôsledku nárastu teploty. tieto ventily poskytujú iba malú ochranu a môžu teda byť tiež považované za zbytočné. Veľmi dôležitou otázkou pre domové rozvody sú prípustné tlakové straty v systéme. Nízkotlakové systémy (takmer 100 % domových inštalácií) sú prevádzkované pri tlaku od 18 do 30 mbar. prípustná tlaková strata je iba niekoľko mbar. Tlak, ktorý je príliš nízky, môže spôsobiť poruchu plynového zariadenia. Tlakové straty bezpečnostných poistiek sú s ohľadom na maximálne prístupné tlakové straty niekoľko mbar skôr vysoké. Preto môžu bezpečnostné poistky vyžadovať väčší priemer potrubia.
Praktické skúsenosti s plastovými potrubnými systémami
Skúsenosti s novými flexibilnými potrubnými systémami sú veľmi pozitívne. Neboli prijaté žiadne reklamácie ani zaznamenané žiadne vážne udalosti. Press-fitingy sú obecne veľmi spoľahlivé. K úniku plynu po inštalácií došlo len v ojedinelých prípadoch.
Nové inštalačné techniky sú dobre prijímané, pretože väčšina montážnikov má už mnohoročné skúsenosti s podobnými potrubnými systémami používanými pre vodu a podlahové vykurovanie. Pre týchto montážnikov je prechod na nový plynový systém relatívne ľahký. Montážna firma si zvolí jeden systém a tomu zostáva verná. Jedným z hlavných dôvodov preto je, že každý systém vyžaduje vlastné špeciálne náradie, a to býva veľmi drahé.
Naviac existuje stále rada montážnikov, ktorí cítia, že stará remeselná práca zaniká. Ale i táto skupina začína vidieť výhody tohto systému. Tieto výhody zahrňujú čistejšiu inštaláciu a vyšší bezpečnostný faktor (žiadny otvorený plameň pre zváranie atď.).
Pre úspešné zavedenie nového inštalačného postupu je veľmi dôležité praktické školenie. Ani nové systémy nie sú 100 % zaistené proti nesprávnemu použitiu a môže dôjsť k niektorým chybám.
Inštalačné náklady
V posledných niekoľko rokoch sa ceny materiálov dramaticky zmenili. Ceny medi sa zdvojnásobili, a i ceny ostatných materiálov sa zvýšili, takže sú stále nákladnejšie. Medené potrubné systémy sú relatívne drahšie než ostatné typy potrubných systémov, vďaka skutočnosti, že cena materiálu má silný vplyv na konečné potrubie.
Pri zavádzaní nových materiálov pre potrubie bola cena sotva konkurencieschopná s medenými systémami. Táto vysoká cena bola tiež v tej dobe spôsobená nutnosťou inštalovať bezpečnostné poistky. Časy sa ale zmenili a v súčasnej dobe sú nové systémy konkurencieschopné, a to i v prípade inštalácie poistiek.
Zvárané alebo spájkované medené systémy už novým systémom nemôžu konkurovať, dnes snáď už iba medené systémy s press-fitingami.
Medzinárodné schválenie
Inštalácia plynových potrubí s novými materiálmi je dnes povolená iba vo veľmi málo krajinách. Veľa krajín má ustanovenia vo svojich národných smerniciach alebo priamo v zákone, že pre domové plynové inštalácie môže byť použité iba oceľové alebo medené potrubie. Zmena týchto nariadení predstavuje veľmi zdĺhavý proces.
Národné smernice sú založené na dlhoročných skúsenostiach so známymi materiálmi a technikami, ale tiež na strachu, ochrane trhu a negatívnych prípadoch a nehodách, miesto na analýze rizík a prieskumoch.
Takmer všetky národné predpisy podávajú detailnú informáciu o konštrukcii systémov. Filozofia je taká, že pokiaľ je každý komponent systému v poriadku, celý systém bude fungovať.
Funkčné požiadavky platia pre celý systém. Projektant má oveľa viac slobody pri voľbe materiálu a techník. Typickým príkladom nefunkčného požiadavku je požiadavka na odolnosti voči alebo vysokej teplote. Tento požiadavok stanoví, že všetky komponenty potrubia musia behom určitej doby odolávať teplote + 650°C. Takýto požiadavok vylučuje všetky typy viacvrstvových potrubí. Iba spájkovacie medené potrubie a oceľové potrubie mu vyhovujú.
V iných krajinách je požiadavok na + 450°C, čo povoľuje i zvárané medené potrubie. Ale i táto teplota je problematická pre viacvrstvové potrubie. Funkčný požiadavok je, že celý systém musí stále mať určitú odolnosť proti požiaru. Funkčný požiadavok na protipožiarnu odolnosť dľa EN 1775 stanovuje: Projektant musí v budove, kde sa používa plynové potrubie, uvážiť možnosť vypuknutia požiaru, ktorý môže spôsobiť poškodenie budovy a následne alebo oddelene poškodiť plynové potrubie.
Viacvrstvové systémy, ktoré by boli inštalované za kryty v stene alebo podlahe tento požiadavok spĺňajú. Pokiaľ požiar vypukne takýmto spôsobom, že zasiahne i potrubie v stene, celá budova môže byť považovaná za stratenú. Potrubie nemusí byť silnejšie než samotná konštrukcia budovy.
Medzinárodná normalizácia
Norma ISO 17484 (viď. /3/) pokrýva viacvrstvové potrubie s kovovou vrstvou rovnako ako celoplastová viacvrstvové potrubie. táto norma zahrňuje tiež potrubie s EVOH vrstvou. Spoločne s touto normou bude vydaná i zbierka zásad (pravdepodobne ako ISO 17484, časť 2, viď. /4/). Táto zbierka zásad bola vydaná v roku 2007. Zbierka zásad nie je typickým montážnym štandardom, ale dáva predovšetkým návod, ako pracovať s potrubím a jeho komponentmi, atď. Pre projektovanie a konštrukciu viacvrstvových potrubných systémov je odkaz v Európskej smernici EN 1775. Norma EN 1775 je typickou funkčnou smernicou, ktorá nevylučuje žiadny materiál. Táto smernica je prvým krokom v harmonizácii Európskych montážnych predpisov. Táto smernica má však status doporučeného dokumentu. Európske krajiny si môžu ponechať svoje národné predpisy pod podmienkou, že nie sú v rozpore s EN normou. I tak EN 1775 nevylučuje akýkoľvek materiál, európske krajiny môžu vyradiť niektoré materiály.
Odolnosť vysokej teplote
Za materiály odolávajúce vysokej teplote považujeme tie, ktoré odolávajú teplote + 650 °C na určitú dobu. Pre určenie odolnosti teploty existujú rôzne testy. Teplota samovznietenia pri zemnom plyne je okolo + 630 °C v závislosti na zložení zemného plynu. Základným princípom tohto požiadavku je, že plyn unikajúci z dôvodu porušenia potrubia sa priamo vznieti, pokiaľ je teplota vyššia než + 650 °C. Keď materiál nie je odolný voči vysokej teplote, potrubie sa môže narušiť už pri nižšej teplote. Možná je tiež kontaminácia nespáleným plynom, a pokiaľ sa potom objaví zdroj horenia, môže plyn explodovať. Odolnosť voči vysokej teplote chráni potrubie proti tepelnému zaťaženiu, a to bez plameňa či iného zdroja horenia. V praxi sa môže objaviť, ale riziko je veľmi nízke. Desiatky miliónov inštalácií na území Európy boli spájkované a nie sú teda odolné voči vysokej teplote. Behom posledných 40 rokov neboli v Holandsku zaznamenané žiadne vážne explózie z dôvodu požiaru. Často je zaznamenané vypuknutie požiaru po explózií. Detailné správy, kde by odolnosť vysokej teplote hrala nejakú úlohu, nie sú známe.
Plynové zariadenia všeobecne nie sú voči vysokej teplote odolné. Niektoré komponenty sú vyrobené zo zliatin ZN Al. Tento materiál má teplotu tavenia okolo + 380 °C.
Potrubie a komponenty s odolnosťou voči vysokej teplote sú celkom drahé. Cena je minimálne dvakrát vyššia než pri inštalácií s materiálmi neodolávajúcim vysokej teplote.
Odporučenie pre zavedenie nových materiálov
Pre zavedenie nových potrubných materiálov sú dôležité nasledujúce kroky:
- ustanoviť projektovú skupinu pre spustenie skúšobného projektu,
- prizvať k tomuto projektu všetkým zainteresované strany (miestne úrady, požiarnikov, energetické spoločnosti, montážnikov, atď.),
- vykonať analýzu rizík (každá krajina má rôzne riziká, napr. zemetrasenie, stavebné konštrukcie, atď.),
- zaistiť úplné vyškolenie montážnych pracovníkov v používaní špeciálnych spojovacích náradí,
- monitorovať problémy, napr. pri práci s náradím,
- pri rozhodovaní o počte bezpečnostných prvkov nebuďte príliš kritický, na začiatku to dodáva na bezpečnosti (a je to dobré i pre prijatie skúšobného projektu),
- snažte sa zmeniť národné predpisy od konštrukčných na funkčné.
Závery
Nové inštalačné materiály, ako sú viacvrstvové potrubie sú atraktívne, konkurencieschopnou alternatívou k tradičným potrubným systémom z medi a oceli. Vďaka zvyšujúcim sa cenám kovových materiálov sa plastové potrubia stávajú v blízkej budúcnosti stále atraktívnejšími.
Za posledných 10 rokov bola v Holandsku inštalovaná nová generácia potrubných systémov. Zatiaľ neboli zaznamenané žiadne negatívne skúsenosti, čo sa týka úniku. Systémy sú veľmi plynotesné. Behom týchto rokov sa upustilo od používania bezpečnostných poistiek, ako vzrastala zákazníkova dôvera. V súčasnej dobe sú nové systémy na rovnakej bezpečnostnej úrovni, a sú tiež podobne konštruované ako tradičné medené a oceľové potrubia.
Nové inštalačné materiály boli schválené úpravou národných predpisov od konštrukčných na funkčné požiadavky.
Takmer vo všetkých krajinách je povolené pre domové rozvody iba oceľové alebo medené potrubie. K schváleniu týchto materiálov môže pomôcť vyhotovenie adekvátnej analýzy rizík a premyslenie funkčných požiadavkou.
Zoznámenie sa s novými materiálmi prispeje k spusteniu skúšobného projektu.
Požiadavka na odolnosť voči vysokej teplote, tak ako je udržovaný v rôznych krajinách, je diskriminujúci voči zavedeným nových materiálov. Tento požiadavok musí byť zrevidovaný.
V krátkej dobe budú k dispozícií dokumenty pre nové materiály ako je ISO 17484-1 pre viacvrstvové potrubné systémy (a neskoršie i časť 2 – zbierka zásad pre tieto systémy).
Pozn.: V ČR už platí ČSN ISO 17484-1.
Žiaduca je tiež štandardizácia náradia a rozmerov potrubia (vonkajší priemer).
Odkazy
[1] Opportunities for Plastics in Flexible Indoor Gas Pipe Systems (Príležitosť pre plastové flexibilné systémy plynových rozvodov), Dave Oesterholt, Frans Scholten a Hendrik Roebers (Plastics Pipe Symposium, 2002, Munich)
[2] Reduction of the Installation Costs for Domestic Gas Appliances (Zníženie inštalačných nákladov pre domové plynové zariadenia), Ianina Mofid, Per Persson, Karsten V. Frederiksen (WGC Amsterdam, 2006)
[3] ISO FDIS 17484-1 Plastics Piping Systems - Multilayer Pipe Systems for Indoor Gas Installations with a Maximum Operating Pressure Up to and Including 5 Bar - Part 1: Specifications for Systems (Plastové potrubné systémy – Viacvrstvové potrubné systémy pre domové plynové inštalácie s maximálnym prevádzkovým tlakom až do 5 bar vrátane – časť 1: Požiadavky na systém)
[4] ISO WD 17484-2 Plastics Piping Systems - Multilayer Pipe Systems for Indoor Gas Installations with a Maximum Operating Pressure Up to and Including 5 Bar - Part 2: Code of Practice (Plastové potrubné systémy – Viacvrstvové potrubné systémy pre domové plynové inštalácie s maximálnym prevádzkovým tlakom až do 5 bar vrátane – časť 2 : Zbierka zásad))
