Jaké vybrat trubky pro instalaci?
Teoucí voda v domě a ústřední vytápění jsou dnes standardem. Každý investor se dříve či později musí rozhodnout, jaký materiál pro instalaci zvolit. Ještě před několika desítkami let byly základním materiálem pro instalace ocelové trubky. V současné době se používají stále méně: nahradily je trubky z materiálů, jako je měď a plasty. Jsou odolnější vůči korozi a nezanášejí se vodním kamenem. Neméně důležité je i to, že instalace z nich se provádí mnohem jednodušeji a rychleji.
Pro stavbu rozvodů studené a teplé vody, stejně jako pro systémy ústředního vytápění (ÚT), se používají tři základní skupiny materiálů:
-ocel-měď -plastyV každé z těchto skupin existují různé varianty trubek, například ocelové trubky: černé, pozinkované; měděné trubky: tvrdé, polotvrdé nebo měkké a trubky z různých druhů plastů.
Někdy stojí za to přemýšlet déle. Porovnat několik produktů. Zvážit všechny výhody a nevýhody, snadnost montáže, pozáruční servis a mnoho důležitých faktorů, které jsou při rozhodování o nákupu opomíjeny. Může se totiž ukázat, že levná řešení vůbec nesplňují naše očekávání.
OCEL
Základním materiálem, ze kterého se u nás donedávna prováděly vodovodní instalace, byla ocel, která má velmi vysokou mechanickou pevnost. To mimo jiné odpadá nutnost hustého rozmístění upevňovacích bodů potrubí. Nespornou výhodou oceli je její odolnost vůči vysokým teplotám a skutečnost, že se vyznačuje relativně malou tepelnou roztažností. Je však těžká a náchylná ke korozi. Dobře vede teplo, takže voda v takových trubkách rychle chladne. Je pružná, dobře přenáší zvuky. Má drsný povrch, což přispívá k ukládání usazenin a rychlému zmenšení vnitřního průřezu trubek („zarůstání“ instalace). Prvky ocelových instalací se spojují na závit nebo svařováním. Pro topné systémy se používají trubky z „černé“ oceli, nechráněné proti korozi. Lze je totiž spojovat svařováním a ohýbat za tepla, což značně zjednodušuje vedení instalace. Ke svařování oceli je však zapotřebí velmi vysoká teplota, které lze dosáhnout pouze pomocí speciálních acetyleno-kyslíkových hořáků. Svařování také umožňuje vyhnout se části spojek (tvarovek). Ty totiž zvyšují odpor potrubí. To má zvláštní význam u tradičních gravitačních systémů ústředního vytápění. Pro pitnou vodu se tato ocel nehodí – z důvodu náchylnosti ke korozi. Pro rozvody pitné vody jsou vhodné pouze pozinkované trubky („bílá“ ocel). Ty se naopak nesmí používat pro topný systém. Již při teplotě nad 60 °C totiž vrstvička zinku ztrácí své ochranné vlastnosti. Pozinkované ocelové trubky se nesmí svařovat ani ohýbat za tepla. Spotřeba spojek je proto vysoká, pracnost značná a odpory průtoku vyšší. Dnes se již v rodinné výstavbě ocel přestává používat. Samotný materiál je sice o několik desítek procent levnější než moderní alternativy, ale hmotnost a obtíže při zpracování způsobují, že práce je téměř o polovinu dražší než u jiných materiálů. Co je horší, ocel není příliš trvanlivá. Na životnost ocelové instalace má vliv především kvalita protékající vody. Ocelové trubky jsou náchylné ke korozi, kterou způsobuje kyslík, oxid uhličitý a rozpuštěné minerální látky obsažené ve vodě. Ionty vápníku a hořčíku se velmi snadno usazují na drsných, nerovných stěnách ocelových trubek. Tak vzniká vodní kámen. K poruchám způsobeným korozí instalace dochází již po několika letech a úplná výměna byla někdy nutná již po deseti letech.
MĚĎ
Měď je bezpochyby lepším materiálem pro vodovodní instalace než ocel. Měď je odolná vůči teplotě, tlaku a ultrafialovému záření. Nestárne. Trubky z ní kladou zanedbatelný hydraulický odpor, takže mohou mít malý průměr; to šetří materiál i místo, instalace se snadno umísťuje pod omítku, proto se dobře osvědčují např. jako odbočky od stoupaček studené a teplé vody. Na rozdíl od některých plastů v ní nedochází k pronikání (difuzi) kyslíku, což je velmi důležité u systémů ústředního vytápění. Montáž je jednoduchá a rychlá, pracovní místo malé. Měděná instalace se nezanáší vodním kamenem. Velmi důležité: měď potlačuje růst bakterií (včetně velmi nebezpečné Legionelly) a řas, které se nejčastěji vyskytují v plastových trubkách. Cena materiálu sice převyšuje cenu oceli o 40 %, ale náklady na práci jsou o 30 % nižší a životnost je nejméně čtyřikrát vyšší (50 až 100 let!). Měděné trubky jsou málo odolné proti poškrábání. Proto musíme měděnou instalaci dobře chránit před vniknutím drobných pevných částic, jako je písek, maltová směs, částečky rzi. Na vstupu do ní by se měl osadit sítový filtr s oky ne většími než 80 µm (0,08 mm). Měděné trubky jsou sice odolné vůči působení teplé a studené vody, ale mohou korodovat, pokud je voda měkká a obsahuje velké množství agresivního oxidu uhličitého. V Polsku se omezení používání měděných instalací týká hlavně horských oblastí, kde je voda obvykle měkká. Korozi může způsobit také zabudování např. baterií nebo zařízení z pozinkované oceli či hliníku do měděné instalace. Měděné trubky se vyrábějí ve třech variantách: tvrdé, polotvrdé a měkké. - Měkké trubky lze bez větších problémů tvarovat, což výrazně snižuje počet spojů a zkracuje čas provádění instalace. Tyto trubky se používají hlavně na dlouhých úsecích instalací ukládaných pod podlahu (podlahové vytápění), pro připojení radiátorů nebo pro vodovodní instalace vedené v podlaze. Jsou nejméně odolné proti mechanickému poškození a neměly by se spojovat pomocí svěrných spojek. - Polotvrdé trubky jsou odolnější proti mechanickému poškození než měkké, ale lze je snadno ohýbat pomocí ohýbaček nebo vnitřních pružin, pokud mají odpovídající rozměry. - Tvrdé trubky, dostupné v délkách do 6 m, nejsou vhodné k ohýbání. Každá změna směru trubky vyžaduje použití vhodné tvarovky, která se s trubkou spojuje pájením nebo lisováním. Jsou mechanicky nejodolnější, proto se používají v úsecích ÚT, studené a teplé vody vystavených poškození, vedených v drážkách nebo přímo na stěně. Tvrdé měděné trubky jsou ideální pro potrubí v prostoru kotelny. Často se také používají k modernizaci starých instalací, kde nahrazují staré ocelové trubky. Sortiment tvarovek je velmi široký. Charakteristické pro tento materiál jsou zaoblení. Vedle běžných kolen se tak vyrábějí oblouky s pozvolnějším přechodem, díky čemuž se průtok vody neláme tak prudce. Základním způsobem spojování měděných prvků je pájení. V některých místech instalace, hlavně u připojení ke koncovým zařízením nebo připojení k instalacím z jiných materiálů (z oceli nebo plastů), se používají také závitové spoje. Další typ spojek – svěrné – jsou velmi snadno použitelné i pro amatéry. V případě malého systému, kde vyšší náklady nehrají podstatnou roli, je můžeme použít v celé instalaci.
PLASTY
V současné době získávají stále větší oblibu plastové vodovodní instalace. V plastových trubkách nedochází ke korozi a nevzniká vodní kámen. Plastové trubky nepřenášejí vibrace a tlumí chvění a hluk vznikající v instalaci. Jsou chemicky lhostejné, nereagují tedy s vodou ani v ní obsaženými látkami. Nemají také vliv na chuť, barvu a vůni vody. Plastové trubky jsou lehké. Snadno se přepravují a montují svépomocí. Provádění spojů je poměrně snadné a trvá velmi krátce, vyžaduje však někdy poměrně drahé svářečky nebo lisovací nářadí.
Základní nevýhodou plastových trubek je pronikání kyslíku jejich stěnami. Přitom čím vyšší je teplota pracovního média v trubce, tím více kyslíku proniká. To nemá vliv na životnost samotného potrubí, ale kyslík v instalační vodě je nepříznivý pro všechny kovové prvky a zařízení (např. radiátory) v systému.
Na rozdíl od tuhých ocelových trubek však vyžadují lepší upevnění ke stěnám, protože pod vlivem vysoké teploty v rozvodu teplé vody se mohou deformovat. Mají také velmi velkou podélnou deformaci, proto na delších úsecích vyžadují kompenzaci. Na rozdíl od měděných trubek mají velmi silné stěny, takže vyžadují velmi hluboké drážky pro uložení pod omítku. Velmi důležitým faktorem je to, že většina plastů (s výjimkou polybutylenu) chrání mnohem hůře než měď a ocel před rozvojem bakteriální flóry v trubkách, zejména před velmi nebezpečnou bakterií Legionella.
Druhy plastů, ze kterých se vyrábějí trubky:
- PVC (polyvinylchlorid) a CPVC (chlorovaný polyvinylchlorid),
- PE (polyethylen: PE-LD měkký a PE-HD tvrdý),
- PE-X (síťovaný polyethylen),
- PP (polypropylen),
- PB (polybutylen),
- Vícevrstvé trubky (kombinované různé plasty a mezivrstvy např. z hliníkové fólie).
PVC (polyvinylchlorid) a CPVC (chlorovaný polyvinylchlorid).
Jedná se o nejstarší ze všech plastů, ze kterých se instalace provádějí.
PVC má velmi omezené použití. Nízký rozsah teplot (0 - 50 °C), ve kterých si zachovává své vlastnosti, činí tento materiál vhodným pouze pro instalace studené vody; v záporných teplotách je PVC křehké, není odolné proti tahu a ohybu. Lepší vlastnosti má CPVC, který lze použít nejen pro teplou vodu, ale také pro ústřední vytápění (rozsah teplot 0 - 100 °C), teplota křehnutí je však stále 0 °C. CPVC lze použít i pro studenou vodu, je však dražší než PVC.
Trubky z něj se dodávají výhradně v přímých délkách. Pravidla jejich vedení se příliš neliší od těch, která platí pro ocelové instalace. Při vyšších teplotách se mechanická pevnost PVC výrazně snižuje. Měkne začíná mírně pod 80 °C, ale za bezpečnou teplotu se považuje 60 °C.
Základním způsobem spojování prvků z PVC je lepení. V některých místech instalace je třeba PVC spojit s kovem (výstup z topného kotle, baterie atd.). V takových místech se používají závitové spoje. Tvarovky jsou připraveny z výroby. Přítomnost závitových spojů snižuje tlakovou odolnost instalace.
Instalace z PVC a jeho variant jsou velmi snadné pro svépomocné provedení, samozřejmě podle projektu vypracovaného oprávněným specialistou. K práci není potřeba specializované nářadí, stačí pilka na kov, ostrý nůž a šroubovák.
PE polyethylen.
Dalším plastem používaným ve vodovodních instalacích je polyethylen PE. Vyskytuje se v mnoha variantách.
K nejpopulárnějším patří dvě:
- typ "měkký", označovaný zkratkou LDPE nebo PE-LD (Low Density Polyethylene – PE s nízkou hustotou), určený pro nízkotlaké instalace,
- typ "tvrdý" HDPE nebo PE-HD (High Density Polyethylene – PE s vysokou hustotou) pro vysokotlaké instalace.
Oba se vyznačují vysokou chemickou odolností, nízkou specifickou hmotností a velkou hladkostí stěn potrubí. Lze je použít pouze pro instalace studené vody; při teplotě nad 20 °C jejich pevnost prudce klesá.
Existuje také polyethylen střední hustoty se zvýšenou tepelnou stabilitou s označením PE-RT. Výrazně vyšší odolností – až do +95 °C při nepřetržitém provozu, což umožňuje použití trubek pro oba druhy vody a pro topné instalace – se vyznačuje síťovaný polyethylen vysoké hustoty PEX.
Všechny trubky z polyethylenu jsou flexibilní a tažné, takže je lze silně ohýbat a ušetřit na tvarovkách, zejména kolenech. Významnou výhodou polyethylenu je nízká teplota křehnutí: -25 °C. Prakticky tedy neexistují žádné překážky pro jeho použití venku, v instalacích vystavených mrazu. Ke spojení lze použít svařování a svěrné spojky.
PE-X síťovaný polyethylen
Jedná se o polyethylen podrobený speciální úpravě (síťování, tj. zavedení příčných vazeb mezi řetězce polymeru), dostupný v několika variantách s mírně se lišícími vlastnostmi.
Je flexibilní a odolný proti poškození způsobenému napětím. Trubky se vyznačují tvarovou pamětí. Vyznačuje se také odolností vůči působení kovových iontů a UV záření. Pracovní teplota od -10 do 95 °C umožňuje provádění instalací studené a teplé vody a vytápění.
Je to trvanlivý materiál (životnost instalace přes 50 let), nedochází zde ke korozi a „zarůstání“ trubek usazeninami, trubky jsou lehké a flexibilní, díky čemuž se snadno pokládají, jsou také odolné proti náhodnému mechanickému poškození. Instalace z PE-X tlumí zvuky a nepřenáší vibrace.
Síťovaný polyethylen se doporučuje zejména jako materiál pro trubky na pitnou vodu, protože je netoxický, bez obsahu iontů těžkých kovů a mikrobiologicky odolný. Pro spoje se používají šroubované svěrné spojky nebo lisovací tvarovky. Trubky ze síťovaného polyethylenu se nejčastěji vyrábějí jako vícevrstvé trubky PE-X/AL/PE-X s antidifuzní vložkou, omezující pronikání kyslíku do jejich vnitra.
PP polypropylen
V technice vodovodních instalací našel široké uplatnění polypropylen PP, konkrétně jedna z jeho variant, označovaná zkratkami PP-R nebo PP typ 3, zkráceně PP-3.
Vyrábějí se trubky PP obyčejné a „tepelně stabilizované“. První jmenované se používají v instalacích studené vody a druhé pro instalace ústředního vytápění a teplé vody. To proto, že ačkoliv polypropylen odolává vysoké teplotě (i nad +95 °C), zároveň se vyznačuje velkým součinitelem lineární tepelné roztažnosti. Při navrhování a provádění instalací z polypropylenových trubek je třeba tuto vlastnost trubek zohlednit. U „tepelně stabilizovaných“ trubek klesá tepelná roztažnost až šestkrát.
Existují také PP trubky s antidifuzním povlakem, který zabraňuje pronikání kyslíku dovnitř (tento nepříznivý jev urychluje korozi ocelových částí instalace, např. radiátorů).
Trubky z PP jsou poměrně tuhé, takže jakékoliv změny směru vyžadují použití tvarovek. Spojují se s trubkami metodou polyfúzního svařování. Dále se pro spoje používají šroubení, závitové koncovky a speciální připojovací bloky.
Polypropylenové trubky jsou velmi odolné vůči působení nízkých teplot (od -40 °C) a pokládají se nejčastěji na omítku. Mohou být odkryté, skryté v instalačních kanálech nebo za krycími panely. Pokud jsou vedeny v drážkách, drážky nesmí být vyplněny maltou, protože by to znemožnilo volný pohyb trubek pod vlivem teplotních změn.
Ultrafialové záření působí nepříznivě na výrobky z polypropylenu, a proto by trubky vystavené účinkům UV záření měly být zakryté nebo chráněné nátěrem ochrannou vrstvou. Polypropylen akumuluje statickou elektřinu na svém povrchu a neměl by se používat k přepravě hořlavých a výbušných látek.
PB polybutylen
Nejmladším z „instalačních“ plastů je polybutylen.
Je velmi flexibilní a – což je mezi plasty vzácné – nemá tvarovou paměť (trubka po odvinutí ze svitku nepruží). Vyznačuje se pružností (úspora na spojkách), rázovou houževnatostí (při nárazu nepraská), vysokou odolností proti tečení (pomalá deformace pod vlivem dlouhodobého zatížení), otěru a napěťovým trhlinám, jakož i proti stárnutí. Výrobky z něj se snadno přepravují a montují – trubky lze ohýbat a vést jako elektrický kabel.
Teplota křehnutí má hodnotu -25 °C. Nad ní (tedy v našich klimatických podmínkách prakticky vždy) trubce nevadí zamrznutí vody v ní. Pokud vznikne ledová zátka, trubka se s ní jednoduše roztáhne a po roztátí obsahu se vrátí do předchozího tvaru. Je také mimořádně odolný vůči vysokým teplotám do 90 °C, hodí se tedy pro všechny druhy vodovodních instalací.
Významnou vlastností PB je schopnost potlačovat růst bakterií. V tomto ohledu téměř nezaostává za mědí, a ta mezi kovovými materiály vykazuje nejsilnější bakteriostatický účinek. Slýchá se o výrobcích, kteří z tohoto důvodu tenkou vrstvou PB pokrývají vnitřní povrchy ocelových trubek.
Montáž instalace se omezuje na odříznutí příslušného úseku trubky ze svitku a jeho zasunutí do vhodné spojky – svěrné nebo závitové z mosazi. Trubky z polybutylenu lze také spojovat svařováním, což však vyžaduje odpovídající zařízení. Ačkoliv je samotný materiál nejprospěšnější, ale zároveň nejdražší z plastů používaných v rozvodech vody, snadnost montáže a užitné vlastnosti způsobují, že vodovodní instalace z něj jsou cenově konkurenceschopné.
Vícevrstvé trubky
Jedná se o řešení umožňující spojit nejlepší vlastnosti kovů a plastů. Trubky se skládají ze tří vrstev: vnitřní a vnější z polyethylenu PE-HD, síťovaného PE-X nebo polypropylenu a prostřední vložky z fólie – nejčastěji hliníkové. Hliník zabraňuje pronikání kyslíku dovnitř trubky, výrazně snižuje její tepelnou roztažnost a odstraňuje tvarovou paměť; potrubí lze trvale vytvarovat podle potřeby. Zavedení kovové vložky zvyšuje také tepelnou odolnost trubek – některé odolávají krátkodobému vystavení teplotě 110 °C. Proto se vícevrstvé trubky používají především v topných systémech. Plast dodává chemickou odolnost, hladkost vnějšího povrchu, tepelně izolační vlastnosti a tlumí hluk instalace. Kov naopak zabraňuje pronikání kyslíku dovnitř trubky, snižuje její tepelnou roztažnost, eliminuje tvarovou paměť a zvyšuje odolnost vůči teplotě.
Vícevrstvé trubky v izolaci chrání instalaci studené vody před rosením a teplé vody před tepelnými ztrátami. Jejich další výhodou je dobré tlumení hluku. Vnitřní povrch plastových trubek je až několiksetkrát hladší než u ocelových. To do značné míry snižuje odpory průtoku a na stěnách se netvoří usazeniny. Plasty jsou chemicky lhostejné, takže nereagují s vodou ani v ní obsaženými látkami. To je velká výhoda. Jsou však i nevýhody. Většina plastů (s výjimkou polybutylenu) chrání trubky před rozvojem bakteriální flóry výrazně hůře než měď a ocel.
V závislosti na druhu plastu se trubky prodávají ve svitcích nebo přímých délkách. Ty ve svitcích jsou flexibilní, lze je tedy použít v instalacích podlahového vytápění, kde musí být ohýbány a neměly by být spojovány po délce.
O tom, jaké materiály tvoří trubku, informuje nápis umístěný na její boční straně. Uvádějí se v něm materiály jednotlivých vrstev, např.:
PEX/Al/PEX (síťovaný polyethylen / hliník / síťovaný polyethylen),
PP-R/Al/PP (polypropylen typ 3 / hliník / polypropylen),
PEX/Al/HDPE (síťovaný polyethylen / hliník / polyethylen vysoké hustoty).
Základním způsobem spojování vícevrstvých trubek je použití spojek – šroubovaných nebo lisovaných. V případě PP s hliníkovou vložkou lze také použít svařování po odstranění vrstvičky Al na koncích trubek pomocí speciálního ořezávače.
Koeficienty tepelné roztažnosti plastů
plast: vícevrstvé trubky PVC a CPVC PB PE PP PEX
koeficient tep. roztažnosti: 0,03 - 0,05 0,08 0,13 0,14 0,15 0,18
Je třeba věnovat pozornost nejmenšímu přípustnému poloměru ohybu konkrétních trubek. Nadměrné ohýbání totiž způsobuje prasknutí materiálu. Plastové trubky nepřenášejí vibrace a tlumí chvění. Životnost instalace závisí na teplotě a tlaku protékající vody. Příliš vysoká teplota urychluje procesy stárnutí materiálu. Nejodolnější jsou vůči ní: polypropylen, polybutylen (do 90 °C), PE-X a vícevrstvé trubky (do 95 °C). Nejdéle proto vydrží instalace studené vody, ale i zde se objevují zřetelné rozdíly – na nízkou teplotu jsou nejméně odolné trubky z PVC (do 0 °C), nejvíce – polypropylen (do -40 °C).
Základní nevýhodou „plastových“ trubek je snadnost, s jakou kyslík proniká jejich stěnami (čím vyšší je teplota pracovního média v trubce, tím více kyslíku proniká). To sice nemá vliv na životnost samotných trubek, ale kyslík ve vodě působí nepříznivě na všechny kovové prvky a zařízení v instalaci (přispívá k jejich korozi).
Z tohoto důvodu jsou pro **rozvody ústředního vytápění** a teplé vody vhodnější trubky s antidifuzní vrstvou (omezující pronikání kyslíku do jejich vnitra) nebo s kovovou vložkou, která trubku zcela utěsňuje a omezuje rozměrové změny pod vlivem měnící se teploty.