| Tilbage til indholdssiden | Home Energy Index | Om Home Energy |
| Home Energy Home Page | Back Issues of Home Energy |
Home Energy Magazine Online juli/august 1998
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lawrence Berkeley National Lab har nu testet over et dusin typer af gaffatape. Der er flere forskellige kvaliteter – økonomi, brugsanvendelse, generelle formål, entreprenører, industrielt, professionelt, premium og endda nukleart. Accelereret testning viser imidlertid, at tape med stofryg og gummiklæb i sig selv har tendens til at falde af, som vist her. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Så mange tætningsmaterialer, så mange fejlPakningstape har en tynd, typisk klar polyesterryg og et akrylklæbemiddel. Dens trækstyrke er normalt lav, medmindre den er forstærket med fibre. Pakningstape anvendes ofte på fabriksmonterede kanalsystemer. Der findes mange former for tape, der kan kaldes pakningstape, men vi bruger udtrykket til kun at betegne de tapes, der er beregnet til brug på kanaler. De fleste kartonforseglings- og omsnøringsbånd er ikke beregnet til brug på kanaler. Foliebånd har folie som bagside og et akryl- eller gummiklæb. Foliebånd anvendes ofte på stive kanalsystemer som f.eks. kanalbrædder. Butyltape har også en foliebagside, men der anvendes et tykt (15-50 mm) butylklæbemiddel, så det kan tilpasse sig mere uregelmæssige former. Mastik er et klæbemiddel, der påføres vådt. Det fylder huller og tørrer til et blødt fast stof. Mastiks kan indeholde forstærkende fibre eller ej, og de kan anvendes sammen med forstærkende netbånd. Aerosolforsegling er en klæbrig vinylpolymer, der påføres utæthederne indvendigt. Det pumpes gennem kanalsystemet, hvor det spænder over utæthederne og tørrer (se Not Your Daddy’s Duct Sealing Method, jan/feb ’98, s. 44). Alle de produkter, vi har testet, var beregnet til brug på kanaler, og ingen af dem havde en nominel temperatur på under 200°F.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Det accelererede aldringsanlæg simulerer realistiske forhold ved at lade luften køre ved ca. 100 Pascals. Hver kanalprøve indeholder en svært forseglet samling: en fingersamlet pladekanal, der slutter sig til en trinformet overgang, hvilket er typisk for den måde, hvorpå kanaler slutter sig til plenumrum. Forskellige tætningsmaterialer til kanaler har meget forskellig levetid under disse forhold. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Denne klare tape, som forfatterne betegner som pakningstape, har vist sig at have en længere levetid end gaffatape. Den er dog ikke særlig stærk. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Duct tape kan danne en god forsegling – i første omgang. Men under de udfordrende forhold i aldringsriggen svigter det hurtigt. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mastik har klaret sig meget godt i aldringsriggen, uden nogen mærkbar stigning i lækage over tid. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De fleste kanalefterslæb kunne forhindres med en korrekt kanaltætning. Men ved undersøgelser i marken konstateres det ofte, at tætningerne svigter med tiden. For at tilvejebringe laboratoriedata om, hvilke tætningsmaterialer og bånd der holder, og hvilke der sandsynligvis vil svigte, udfører vi løbende accelereret testning på Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL).
Den vigtigste konklusion, vi kan drage indtil videre, er, at man kan bruge alt andet end gaffatape – hvis vi definerer gaffatape som tape med stofryg og gummiklæb – til at tætne kanalerne. Under udfordrende (men realistiske) forhold svigter gaffatape. Andre typer tape og andre tætningsmetoder har en god levetid, når de er installeret korrekt (se “Så mange tætningsmidler, så mange fejl”). Testene har også vist, at tapes ikke behøver at være stærke for at have en god levetid, og at ingen af de forskellige klassificeringer, herunder dem fra Underwriters’ Laboratories (UL), vedrører tætningsmaterialets levetid under realistiske forhold.
Durability Is the KeyI dag er taping med gaffatape den mest almindelige metode til tætning af kanaler. Feltpersonale kan ikke lide mastiks, fordi de har en tendens til at være rodet. Der anvendes foliebånd på kanalplader, men gaffatape er mest populært på de mest almindelige kanalmaterialer, nemlig flexkanaler og metal. Hvert tætningsmiddel har sine fordele og ulemper, men med en rimelig omhyggelig anvendelse kan alle tætne godt – i første omgang.
Lang levetid er en anden historie. I dag siges det, at huse er designet til at holde i 30 år. Flexkanalsystemer er ofte vurderet til en levetid på 15 år. Kanaltætninger burde holde mindst lige så længe. Men det ser ud til, at de fysiske egenskaber ved nogle af tætningsmaterialerne kan medføre, at tætningerne svigter inden for få år.
Selv om nogle tætningsmaterialer er UL-klassificeret, er der ingen UL-klassificering, der vedrører levetid (se standarder for tætningsmaterialer). Hvis folk, der vælger tætningsmidler til kanaler, havde relative vurderinger af levetiden, kunne de træffe en mere informeret beslutning.
Tre testopstillingerVi har udviklet tre testprocedurer – bagning, cykling og ældning – for at belaste standardkanalsamlinger og deres tætningsmidler under forskellige miljøforhold. Ved bageprøven anvendes blot en simpel ovn. Cyklingsapparatet blev finansieret for over tre år siden af U.S. Environmental Protection Agency for at måle levetiden af aerosolkanaltætningsmidler under accelererede forhold. Ældningsapparatet blev bygget sidste år med støtte fra California Institute for Energy Efficiency. I disse testanlæg måler vi med jævne mellemrum kanalernes lækage. Vi erklærer, at et tætningsmiddel har svigtet, når det lækker mere end 10 % af den luft, som leddet lækkede, før det blev forseglet. Disse tests måler tætningsmaterialets udholdenhed i forhold til krævende miljøer, men de tager ikke højde for installationsproblemer.
Bagningstesten er den enkleste. Vi bygger en metal-til-metal trinvis overgangsfingerfuge af en standard 4-tommers metalpladekanal og støtter kanalen med uafhængige mekaniske understøtninger. Dette er en af de sværeste samlinger at tætne. Nogle standarder kræver en klemme over kanaltape ved flex-til-krave-forbindelser, men der er ingen måde at anvende en klemme over tapen eller tætningsmidlet ved en trinvis overgang, f.eks. ved en overgang fra kanal til plenumfuge. Vi påfører tætningsmiddel på samlingen og følger i givet fald tætningsmiddelproducentens anvisninger. Derefter placerer vi kanalafsnittet i en ovn, der er indstillet til temperaturen på et varmt loftsrum eller varmeforsyningsluften fra et varmesystem, i intervallet 140°F-180°F. Temperaturerne holdes under 200°F, fordi nogle af tapes er beregnet til denne temperatur. Kanalens lækage måles før bagningen og med forskellige intervaller under bagningen. Når vi tester lækagen, ser vi også på tætningsmaterialet og noterer tydelige fejl. Sektionerne bages i op til 4 måneder.
I cyklistprøvningen tilføjer vi temperatur- og trykændringer. Vi blæser varm og omgivende luft gennem kanalen ved tryk mellem det omgivende lufttryk og 200 Pascals (Pa) for at simulere HVAC-cyklingen. Denne test har sine begrænsninger. Cyklusser tager lang tid – 20 minutter – på grund af behovet for at opvarme og nedkøle kanalen. Og cyklingsapparatet kan ikke udsætte testprøven for de kolde temperaturer, der kan forventes om vinteren eller endog i klimaanlægsforsyningskanaler.
Kun aerosolforseglingsmidlet er blevet udsat for cyklingsafprøvningen. Et par aerosolforseglede utætheder blev forseglet for over to år siden og har siden da cyklet mellem varm og omgivende luft hvert 20. minut. Der har ikke været nogen væsentlig ændring i kanalens tæthed.
Ældningstesten blev udformet for at overvinde begrænsningerne ved cyklingsapparatet og kan være en nyttig prototype til gennemførelse af standardiserede test af kanalforseglingsmidlets levetid. Prøvningsanlægget har en varmluftkilde og en koldluftkilde (se figur 1). Kanalsektioner i anlægget har varm luft, der løber igennem dem i fem minutter, efterfulgt af kold luft i fem minutter. Vi har testet 19 bånd og tætningsmaterialer i aldringsapparatet.
En lang række produkter hævder at være egnede til kanaltætning, men der er ofte ikke meget i specifikationerne eller produktlitteraturen, der adskiller dem fra hinanden. En større producent opregner f.eks. 16 forskellige kanaltapes, der fås i en række farver, og 8 foliebånd. Nogle har produktkoder trykt på tapen, andre har koder trykt på navet, og nogle har ingen produktkode på dem. Alle kanalbånd er klassificeret i henhold til UL Standard 723, Test for Surface Burning Characteristics of Building Materials, men kun nogle af metalfoliebåndene er klassificeret i henhold til denne standard. Nogle bånd er mærket som Code Approved af BOCA, men et bånd med næsten de samme egenskaber som de Code Approved-bånd angiver ikke, at det er Code Approved.
Alle de produkter, vi testede, blev alle solgt til brug på HVAC-kanaler. Flere virksomheder har for nylig lanceret UL 181B-FX-bånd (se definitionerne i standarder for tætningsmaterialer), som er UL-godkendt til brug på flexkanalsystemer, når de installeres med metalklemmer over båndet. Generelt er disse bånd endnu ikke opført i produktkataloger. Selv om vi ikke har undersøgt mastiks så grundigt som bånd, synes der at være færre kvaliteter af mastiks. Kun få mastiks er i øjeblikket godkendt af UL 181B, selv om mange er godkendt af UL 181A. Denne situation kan ændre sig i fremtiden.
Snakkekatastrofalt svigtNår vi begyndte aldringsforsøgene, forventede vi, at det ville tage uger, før vi kunne begynde at se en nedbrydning i ydeevnen. Vi blev overrasket over at se, at nogle kanalbånd svigtede i løbet af få dage. De fleste fejlede katastrofalt i stedet for gradvist. Dette gjorde det mindre nødvendigt for os at anvende vilkårlige numeriske kriterier for at afgøre, at en prøve var mislykkedes. Hurtige svigt er kun forekommet for stofkanalbånd med gummiklæb.
Af de 19 prøver, vi har ældet, og 13 prøver, vi har bagt, har mange svigtet; otte kører stadig. De eneste kanaler, der er blevet utætte, er blevet forseglet med gaffatape (se tabel 1). De fleste af dem viste synlige tegn på svigt inden for ca. tre dage efter prøvens start. Testene giver os ingen indikation af tiden til svigt i den virkelige verden. Men de giver os mulighed for at se, hvilke tætningsmaterialer der holder relativt bedre end andre.
I bageprøven er det kun tapes med gummibaserede klæbemidler, der har vist nedbrydning. Kanalbåndene har en tendens til at være mere utætte end de andre bånd. Nogle nærmer sig også svigt i ældningstesten. De andre tætningsmaterialer lækker alle mindre end 2 % af det uforseglede flow.
Efter at prøveprøverne havde tilbragt tre dage i testopstillingerne, målte vi deres fugetæthed. Kanalbåndene havde 10-20 % af den uforseglede lækage. Den førsteklasses tape var gået helt i stykker og faldt af testsektionen. Et sådant fuldstændigt svigt skyldtes delaminering – adskillelse af stoffets bagside fra klæbemidlet. De andre fejlbehæftede bånd var kun lige begyndt at delaminere. Vi mener, at de gummibaserede klæbemidler i kanalbånd ved forhøjede temperaturer ændrer deres egenskaber og har en tendens til at løsne sig enten fra stoffets bagside eller fra overfladen. Vi prøvede en anden prøve af den førsteklasses tape; den holdt ca. syv dage, før den gik helt i stykker. De metalunderstøttede bånd med akrylklæbemiddel, aerosolen og mastiksen viste ingen synlige eller målbare tegn på nedbrydning efter to ugers testning.
Selv om vores fejlkriterium var 10%, fortsatte vi med at overvåge de fleste af prøverne, indtil deres lækage var mere end 50% af det uforseglede flow. I de fleste af disse fortsatte lækagen med at stige hurtigt og endte ofte med et katastrofalt svigt.
En visuel inspektion af de bagte kanalsektioner afslørede, at i de fleste af prøverne med gaffatape havde gummiklæberen ændret egenskaber, og tapen var delamineret. Nogle prøver syntes at være bagt på en sådan måde, at de bevarede deres tætning. Imidlertid var klæbemidlet bagt fast uden lufttryk fra utæthederne, der pressede mod tapen; en sådan permanenthed er usandsynlig i marken.
I aldringsprøven så vi lejlighedsvis, at nogle kanaltapes begyndte at løsne sig fra kanalen og derefter blev genforseglet, når et overlappende stykke tape svigtede på en sådan måde, at det lukkede den første lækage og efterlod en boble. Vi har observeret det samme fænomen i marken. Denne adfærd kan forklare, hvorfor nogle kanalbånd holder længere; vi har ikke observeret det på nogen anden type tætningsmateriale. Vi anser en sådan svigtning og genforsegling for at være uacceptabel, men vi fejlede ikke prøver på dette grundlag.
Der synes kun at være lille forskel i ydeevne blandt kanalbånd sammenlignet med forskellen mellem kanalbånd og de andre tætningsmaterialer. Forskellige kvaliteter af gaffatape har forskellige styrker, men forskellene påvirker ikke levetiden.
VarmeudtømningSelv om vores test ikke kan skelne mellem mastik og aerosol-tætningsmiddel, viser dataene, at gaffatape ikke er et godt tætningsmiddel til brug i kanaler, der fungerer ved temperaturer langt over omgivelsestemperaturen. Vi mener, at dette skyldes gummiklæbemidlet, men vi kan ikke sige det med sikkerhed. For det meste går stofunderlag og gummiklæber hånd i hånd. De andre tætningsprodukter har ikke udvist nogen af de fejlmåder, som vi har set i kanalbåndene.
Der findes nogle få produkter, der anvender gummiklæbemidler med en bagside, der ikke er lavet af stof. Vi har til hensigt at teste disse produkter i fremtiden. Selv om den nuværende afgrøde af kanalbånd ikke klarer vores langtidstest, er der ingen grund til at tro, at klæbemidlet ikke kan omformuleres, så det fungerer bedre ved de højere temperaturer, der findes på loftsrum eller i varmesystemer.
Vi har fundet ud af, at klar, uarmeret tape med plastikryg – som vi kalder pakningstape – holder godt. Mindst én version af denne tape er blevet UL 181B-FX-klassificeret og er kommercielt tilgængelig. Vi har testet den UL-klassificerede version i over en måned og den ikke-klassificerede version i over tre måneder, og der er ingen væsentlig lækage.
Folietapeprodukter med 181B-FX-klassificering er nu tilgængelige. Den malm, vi har testet, har holdt sig fint i en måned i ældningsriggen.
Pakningstape har en lav trækstyrke. Da formålet med en kanaltætningsfolie kun er at reducere lækage, testede vi ikke styrken. Nogle feltbrugere bryder sig ikke om at bruge svagere tapes, måske fordi de kan lide at hænge kanaler op med tape, men det er ikke meningen, at kanalsystemer skal understøttes mekanisk af tætningsmaterialer.
InstallationsspørgsmålVores test fokuserede på egenskaberne ved selve tætningsmaterialerne. Vi sikrede os, at vi fik gode indledende forseglinger for vores testsektion ved at følge god praksis og producentens anvisninger. For eksempel var testsektionen ren og tør. Vi påførte tætningsmidlet med omhyggelig omhu, og vi kontrollerede, at der var en god forsegling, før vi påbegyndte nogen af testene.
I en normal anvendelse er en sådan omhu ikke praktisk mulig. Adgangen til kanalerne kan være begrænset, og kanalerne kan være snavsede. Disse problemer gør det vanskeligt at installere bånd. Nogle båndopgaver kan således give dårlige resultater, fordi de er dårligt installeret, og ikke på grund af en iboende fejl i båndet. Erfaringer fra marken viser, at mastiks og aerosol-tætningsmiddel ofte tætner bedre end tape på beskidte eller utilgængelige steder.
Det bedste valg af kanaltætningsmiddel vil variere alt efter klima, konstruktionstype og lokal erfaring. Vores anbefaling? Overvej installationsproblemer, men brug alt andet end gaffatape.
For en mere detaljeret beskrivelse af selve testapparatet samt testprotokollen henvises til projektrapporten, Leakage Diagnostics, Sealant Longevity, Sizing and Technology Transfer in Residential Thermal Distribution Systems, Lawrence Berkeley National Laboratory Report No. 41118. Tel:(510)486-4022; Websted: www.lbl.gov.
FIgure 1. Skematisk oversigt, ikke i skala. Mørkegrå områder er fyldt med varm luft, lysegrå områder er fyldt med kold luft.
Standarder for tætningsmaterialer
De fleste bånd, der er mærket 181B-FX, er kanalbånd. Andre 181B-produkter er lige kommet på markedet
UL 181A og 181B synes at gøre et godt stykke arbejde med at teste for sikkerhed, trækstyrke og indledende vedhæftning. De er dog muligvis ikke gode til at vurdere, hvor godt tætningsmaterialer forsegler typiske kanallækager, eller hvor godt de forbliver forseglet under normale forhold.
Vi fandt ud af, at der ikke er nogen sammenhæng mellem tætningsmaterialets levetid og UL-listen. Blandt kanalbånd klarede de UL 181B-klassificerede bånd sig bedre. De fleste af prøverne af kanaltape faldt i løbet af en uge i aldringstesten, men to UL-klassificerede prøver og en prøve, der ikke var UL-klassificeret, holdt i over en måned. Men selv de UL-klassificerede kanalbånd klarede sig meget dårligere end alle andre tætningsmaterialer.
Denne manglende korrelation bør ikke være overraskende. Mange af komponenterne i UL-testen omhandler styrke- og brandsikkerhedsspørgsmål, og ingen af disse indgår i vores test. Faktisk kan nogle tætningsmaterialer med god holdbarhed, som f.eks. butyltape, have svært ved at bestå UL 181B. Mange tapes, herunder alle de kanaltapes, vi har testet, er UL 723-listede med hensyn til brandsikkerhed.
Urealistisk testSelv om UL tester primært med henblik på sikkerhed, kunne man antage, at testene også ville afgøre, hvilke tapes der opfylder deres primære opgave, nemlig at tætne utætheder. UL-testene er imidlertid begrænset af nogle urealistiske betingelser:
- I 181B er der en klemme på samlingen.
- I skære-adhæsionstesten er tapen ubelastet i 60 dage ved 66 °C (150 °F) og testes derefter ved 23 °C (73 °F) i 24 timer. Selv da kan tapen løsne sig fra kanalen med 1/8 tomme. Med den hastighed kan den løsne sig på så lidt som to dage og stadig bestå.
- Højtemperaturprøven koger tapen i 60 dage ved 100 °C (212 °F), men tapen vurderes kun ved visuel inspektion uden at teste vedhæftningen.
- Frost-tø-tø-testen for mastiks udføres med mastiksen stadig i sin beholder, medmindre der står på beholderen, at den skal forhindre frysning.
- Overfladerne, som tapen eller mastiksen påføres, er alle rene (vores rig deler denne begrænsning).
- Der er ingen cykliske temperatur- eller trykændringer i forbindelse med vedhæftningsprøvninger i 181B. 181A har trykcykling ved faste temperaturer på 165°F (74°C), 90°F (32°C) og 0°F (-18°C), men ingen temperaturcykling.
Hvem bruger klemmer?En af de største forskelle mellem UL-testen og vores langtidstest er, at UL kræver en klemme på forbindelsen til testning af stofdukttape, når det drejer sig om stofdukttape. For at tilskynde til fastspænding i praksis kræver UL, at et kanalsystem skal have klemmer på samlingen for at blive UL-godkendt, og fabrikanter af UL-listede flexkanaler skal oplyse om behovet for klemmer i deres instruktioner. Vi har observeret, at tapede samlinger af flexkanalforinger undertiden kan holdes på plads af bånd, men vi har aldrig set klemmer på den type samling mellem kanal og plenum, som vi har testet. Da vi købte stofbåndene, fik vi desuden ikke instruktioner eller retningslinjer for at foretage en sådan fastspænding. Vores samlinger blev således testet under andre betingelser end dem i UL-testene, men vores betingelser repræsenterer bedre den faktiske konstruktion.
Udvivlsomt ville fastspænding have forbedret UL 181B-FX-båndenes ydeevne. Det ville også have forbedret ydeevnen for de ikke-klassificerede bånd. Andre tætningsmaterialer kan imidlertid yde en acceptabel ydelse uden fastspænding, og vanskeligheden og den tidskrævende karakter af fastspænding gør det usandsynligt, at det bliver udbredt.
UL stadig brugbartFra tætningsmaterialets levetid ville vi ikke give UL-klassificerede bånd nogen præference, men andre forhold kan gøre UL-klassificerede bånd ønskelige. Og lokale bygningsreglementer kræver dem, hvis de henviser til Southern Building Code eller Standard Mechanical Code.
Max Sherman og Iain Walker er videnskabelige medarbejdere i Energy Performance of Buildings Group ved Lawrence Berkeley National Laboratory i Berkeley, Californien.
| Tilbage til indholdsfortegnelse | Home Energy Index | Om Home Energy |
| Home Energy Home Page | Back Issues of Home Energy |