Commerciële gebouwen kunnen een verscheidenheid aan problemen opleveren
voor isolatiebedrijven. Commerciële opdrachten zijn onder meer kantoorgebouwen, hotels, scholen, ziekenhuizen, bejaardentehuizen, appartementencomplexen, overheidsgebouwen en supermarkten. Hiervan lijken ziekenhuizen en scholen de grootste kansen te bieden op de huidige bouwmarkt. Voorbeelden van mechanische
toepassingen waarvoor isolatie bij deze projecten nodig is, zijn: lagedrukstoom/condensaat-, warmwater-, koudwater- en airconditioningsleidingen; verwarmings
heetwater-, toevoer- en retourkoelwater-, en koelmiddelleidingen; en toevoer
en retourlucht- en afvoersystemen.
Commerciële bouwprojecten
verschillen gewoonlijk van industriële projecten in de volgende kenmerken:
- De isolatiediktes moeten voldoen aan de plaatselijke bouwverordeningen;
- Nauwkeuriger temperatuurbereik (+40°F tot +300°F);
- Kleinere omvang en pijpafmetingen;
- Generaal korter tijdsbestek van offerte tot installatie, en van
begin tot voltooiing van de installatie; - Generaal nieuwbouw of aanbouw – geen onderhoudswerk; en
- Na voltooiing van de installatie kan een minimum aan onderhoud worden verwacht.
De 3 grootste problemen waarmee de
isolatieaannemer bij commerciële opdrachten wordt geconfronteerd, zijn:
- Zorgen
dat het gebouw is afgesloten (d.w.z. dat het dak is geïnstalleerd en het gebouw
waterdicht is) voordat met het aanbrengen van de isolatie wordt begonnen. Dit is niet altijd
haalbaar omdat de isolatie-aannemer dit niet controleert. - Ervoor zorgen
dat de ontwerper en andere vaklui (mechanische aannemers van leidingen/buizen)
ruimte tussen leidingen en muren voorzien voor de gespecificeerde isolatiedikte. - Werken
met de schema’s van de andere mechanische en loodgieterij aannemers.
Bij het specificeren van de beste isolatie voor deze toepassingen kijkt de ontwerp
ingenieur/aannemer eerst naar de conformiteit met de prestaties, wat onder meer inhoudt dat
aan alle nationale en plaatselijke bouwvoorschriften wordt voldaan. De isolatie
materialen moeten bestand zijn tegen de temperaturen en de milieu
omstandigheden van de specifieke toepassing. Verschillende regio’s van het
land – bijvoorbeeld het noorden versus het zuiden, of het binnenland versus de kustgebieden – kunnen
verschillende materialen voor dezelfde toepassing vereisen vanwege de verschillende
omgevingsomstandigheden, zoals een hogere vochtigheidsgraad in zuidelijke en kustgebieden. Dit geldt met name voor
onderkoelsystemen, zoals gekoeld water, waar zowel
condensatie aan het oppervlak (soms ook wel toevallige of intermitterende condensatie genoemd) als
condensatie binnen de isolatie (die kan worden veroorzaakt door een ontoereikende
vochtdampdichting op alle voegen, langsnaden, fittingen, hangers, en
eindpunten) een belangrijk probleem vormt. Deze moeten worden opgenomen in de
ontwerpparameters. Wanneer de gebouwschil niet is opgedroogd, is het belangrijk
dat de ingenieur isolatiematerialen met lage waterabsorptie
eigenschappen en isolatiesystemen met lage waterdampdoorlaatbaarheid specificeert.
Na het bekijken van de isolatie
materialen, kan men tot de conclusie komen dat er 2 of 3 zijn die aan de benodigde prestatie
criteria voldoen. De volgende stap in het selectieproces is dus het
kosteneffectiefste materiaal te kiezen, dat vaak wordt bepaald door welk product het gemakkelijkst
te installeren is of het langst meegaat met weinig of geen onderhoud.
Dit artikel zal de
unieke omstandigheden van commerciële gebouwen behandelen die prestaties
en kosteneffectiviteit zullen bepalen.
Merk op dat de gebouweigenaar
onderscheid moet maken tussen materialen met de laagste
eerste kosten en materialen met de laagste
levenscycluskosten, omdat deze vaak niet hetzelfde zijn. Vervolgens moet hij zijn eisen
overbrengen aan de bestekschrijver.
Voor warme systemen worden vaak de volgende
materialen gespecificeerd en geïnstalleerd:
- Lagedrukstoom en condensaat-glasvezel met ommanteling
(ASJ) - Warm water-glasvezel met ASJ (warm water wordt soms door de loodgieter uitbesteed
aan een isolatieonderaannemer). Bovendien worden
closed-cell isolaties soms gebruikt wanneer de werktuigbouwkundig ingenieur geen
menging van materialen wil voor toepassingen met warm en koud water voor huishoudelijk gebruik.
Voor warme toepassingen,
heeft glasvezel met ASJ de voordelen van prestaties, gemak van installatie, en
kostendoeltreffendheid.
Voor systemen onder de omgevingslucht, d.w.z.
koud of gekoeld water, kiezen ontwerpingenieurs gewoonlijk isolatiemateriaal met gesloten cellen en een inherente lage waterdampdoorlaatbaarheid, vooral in
ongeconditioneerde ruimten, vanwege hun bezorgdheid over condensatiebeheersing en
thermische prestaties op lange termijn. Tot deze groep materialen behoren onder meer cellulair
glas, elastomeerschuim, fenolschuim, polyolefine, polystyreen, en
polyisocyanuraat (PIR) schuimisolatie. Glasvezel wordt nog steeds gespecificeerd
en met succes gebruikt op systemen onder de omgevingstemperatuur in continu geconditioneerde
ruimten zoals bezette kantoren, waar de luchtvochtigheid laag is en er minder damp
drive is, meestal in de noordelijke regio’s. Voor niet-geconditioneerde ruimten, is het
aanbevolen dat glasvezel met ASJ wordt bedekt met een ononderbroken verzegeld
polyvinylchloride (pvc) omhulsel.
Een andere overweging waarmee rekening moet worden
gehouden, zijn de omgevingsschommelingen tijdens het gebruik in een bepaalde ruimte.
Bijv. een geconditioneerde congrescentrumhal kan grote
variaties in de omgevingsomstandigheden ondervinden tijdens het laden of lossen, wanneer de transport
deuren wijd open staan. Voor dit soort omstandigheden moet de juiste
isolatie worden gekozen, anders kunnen de systemen van het gebouw problemen ondervinden. Een soortgelijke situatie kan zich
voordoen wanneer het congrescentrum niet in gebruik is en het HVAC-systeem wordt
uitgeschakeld, waardoor de binnencondities aanzienlijk toenemen.
In figuur 1 toont de auteur
een aantal soorten isolatiematerialen gerangschikt naar toepassing. Niet alle
isolatiematerialen zijn echter opgesomd; lezers moeten onderzoeken wat het beste is voor hun
individuele project.
Prestatieproblemen die uniek zijn voor
onderkoelde systemen in commerciële gebouwen en die een rol kunnen spelen bij het
selectieproces van materialen, zijn onder meer:
- Ongevoeligheid voor schimmelgroei op ingesloten leidingen (achter muren). Dit is met name een probleem met damp
retarders in niet-geconditioneerde ruimten die met papier zijn bekleed. De bezorgdheid over schimmelproblemen in dit soort
toepassingen kan ertoe leiden dat duurdere en arbeidsintensievere
isolatiesystemen worden gebruikt om mogelijke toekomstige problemen te beperken. - Vervaarbaarheid van beschadiging van het dampscherm in pijpdoorvoeren waar materiaal moet worden
aangebracht en door penetraties moet worden geschoven. Dit zou het onderhoud na
installatie beperken. Sommige isolatiematerialen vereisen de specificatie van een robuust
omhulsel dat bestand is tegen misbruik; PVC omhulsel wordt soms gebruikt om deze
reden. Meerlagige (low perm) omhulsels met gemakkelijk te dichten naden die bestand zijn tegen
misbruik kunnen worden gebruikt waar het onderhoud van het systeem beperkt of
niet-bestaand zal zijn. - Temperatuur en vochtigheid die niet
gelijkmatig in het hele gebouw worden geregeld, kunnen het gebruik van een grotere isolatiedikte
noodzakelijk maken om condensatie in sommige delen van het gebouw te voorkomen (b.v. achterkamer of
plafondgedeelten). - Voorkoming van waterdamp
condensatie/indringing binnen de isolatie en op de metalen pijp- en
apparatuuroppervlakken, waarbij wordt vereist dat alle isolatiesystemen volledig zijn afgedicht
tegen het indringen van waterdamp. In dit geval dienen alleen isolatiesystemen te worden gekozen die
continu kunnen worden afgedicht. Een vaak misleidend concept is
dat alle ommantelingen een vocht/vochtdampbarrière vormen. Metalen omhullingen,
zoals aluminium, vormen alleen een dampscherm als alle naden en eventuele
penetraties (bijv. klinknagelgaten) zijn afgedicht; metalen omhullingen zijn dus bedoeld als bescherming en niet als dampvertragend materiaal. Bovendien
zal PVC-bekleding slechts effectief zijn als barrière voor de transmissie van waterdamp
van de naden. Flexibele laminaatommanteling, sommige met een nul permeantieclassificatie, moet
onophoudelijk worden verzegeld, gewoonlijk met een compatibele, nul permeantie, pressure
sensitive band. Herinzetbaar glasvezeldoek biedt alleen bescherming tegen misbruik en
is geen dampremmende barrière. Voor systemen onder de luchttemperatuur moet de isolatie
onder de ommanteling zelf een dampscherm tegen vocht vormen.
Installatieproblemen die uniek zijn voor systemen
onder de buitenlucht in commerciële gebouwen kunnen het volgende omvatten:
- Installatie van isolatie voordat het gebouw wordt ingesloten. Dit is
een veel voorkomende, maar contraproductieve praktijk. Materialen van schuim met gesloten cellen zijn
tegen intermitterende vochtigheid of hoge vochtigheid bestand
die tijdens de bouw van het gebouw aanwezig kunnen zijn, maar dit wordt vaak niet
in de technische ontwerpspecificatie meegenomen. Closed-cell schuimisolatie
producten worden soms gespecificeerd of gebruikt om deze reden, zoals in hotels
(duct risers). - De behoefte aan een flexibel isolatiemateriaal voor installatie rond en
door muren, met inbegrip van airconditioningleidingen, gekoeldwateruitlopen, enz.
Opmerking: airconditioningleidingen worden gewoonlijk afgewerkt door de
monteur/installateur.?
De behoefte om een gecomprimeerd
installatietijdschema te halen. Installatieproducten met lijm, vooraf aangebrachte,
geprefabriceerde fittingen, of isolatie met vooraf aangebrachte ommanteling, worden vaak
gebruikt om de installatietijd te verkorten. Deze producten kunnen ook het risico
verminderen dat de naden en verbindingen van de isolatie of de mantel het begeven. Naden,
voegen, bekledingen of kleefstoffen die in de fabriek onder gecontroleerde omstandigheden zijn aangebracht, kunnen
beter presteren dan die welke in het veld onder wisselende
omgevingsomstandigheden zijn aangebracht. - Bekwaamheid van de isolatie om op de koperpijp in lange secties
(20 duim) worden geschoven om stootnaden te elimineren en installatietijd te versnellen, vaak a
concern in supermarkten. Opmerking: Supermarkten worden over het algemeen door de
koelingsaannemer gedaan. - Begrafenistoepassingen die zowel draagvermogen als
dichtheid vereisen. - Extreem vochtige toepassingen kunnen een lage waterdamp
transmissie-isolatie en een extra lage permeantie, continu afgedichte
mantel vereisen om het binnendringen van waterdamp op lange termijn te voorkomen. - Voorkomen van corrosie van leidingen en apparatuur
, soms corrosie onder isolatie of CUI genoemd, in koelopslagtoepassingen
(met ammoniaksystemen) moet extra aandacht krijgen. Polystyreen en
PIR-mantel verzegeld met een lage permeantie dampvertrager hebben een lange
geschiedenis van gebruik.
Zoals uit de voorbeelden blijkt, zijn er vele redenen waarom een isolatiesysteem voor een bepaalde
toepassing wordt gekozen. Prestatieparameters moeten altijd
de hoogste prioriteit hebben, terwijl ook andere factoren een rol spelen (materiaalkosten
, installatietechniek, installatiegemak/tijd, duurzaamheid van het
materiaal in de tijd, enz.) Tenslotte zijn ervaren aannemers vertrouwd met het
installeren van specifieke materialen op bepaalde soorten systemen. Fabrikanten van isolatie- en
accessoirematerialen proberen hun producten voortdurend te verfijnen met het oog op
betere prestaties en een gemakkelijkere installatie. Zij begrijpen dat één isolatie
materiaal of één isolatiesysteem niet voor alle toepassingen het beste zal werken,
wat resulteert in nicheproducten voor specifieke toepassingen. Commerciële
toepassingen zijn meestal diverser en staan meer open voor variatie in ontwerp dan
industriele toepassingen. Ontwerpingenieurs en isolatiebedrijven moeten
altijd aandacht hebben voor nieuwe producten en processen als ze
concurrerend willen blijven en de beste materialen voor een toepassing willen leveren.
Figuur 1