| Înapoi la cuprinsul paginii | Home Energy Index | Despre Home Energy |
| Home Energy Home Page | Back Issues of Home Energy |
Home Energy Magazine Online Iulie/August 1998
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lawrence Berkeley National Lab a testat acum peste o duzină de tipuri de bandă adezivă pentru conducte. Există mai multe calități – economică, utilitară, de uz general, pentru antreprenori, industrială, profesională, premium și chiar nucleară. Cu toate acestea, testele accelerate arată că banda cu suport textil și adeziv de cauciuc, pe cont propriu, tinde să se desprindă, așa cum se arată aici. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atât de multe materiale de etanșare, atât de multe eșecuriCava de ambalare are un suport subțire, de obicei transparent, din poliester și un adeziv acrilic. Rezistența sa la tracțiune este de obicei scăzută, cu excepția cazului în care este întărită cu fibre. Banda de ambalare este adesea utilizată pe sistemele de conducte asamblate în fabrică. Există multe tipuri de benzi care pot fi numite benzi de ambalare, dar noi folosim acest termen pentru a ne referi doar la acele benzi care sunt destinate utilizării pe conducte. Majoritatea benzilor de sigilare a cartonului și a benzilor de legare nu sunt destinate utilizării pe conducte. Ceascheta de folie are un suport de folie și un adeziv acrilic sau de cauciuc. Benzile din folie sunt adesea folosite pe sisteme de conducte rigide, cum ar fi cele din carton pentru conducte. Cava de butil are, de asemenea, un suport din folie, dar folosește un adeziv butilic gros (15 până la 50 milimetri) care îi permite să se conformeze unor forme mai neregulate. Masticul este un adeziv lipicios care se aplică umed. Acesta umple golurile și se usucă până devine un solid moale. Masticurile pot sau nu să conțină fibre de armare și pot fi utilizate cu bandă de plasă de armare. Sigilantul de etanșare este un polimer de vinil lipicios care se aplică pe interior la scurgeri. Acesta este pompat prin sistemul de conducte, unde se întinde peste scurgeri și se usucă (vezi „Not Your Daddy’s Duct Sealing Method”, Jan/Feb ’98, p. 44). Toate produsele pe care le-am testat au fost destinate utilizării pe conducte și niciunul nu avea o temperatură nominală sub 200°F.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Echipamentul de îmbătrânire accelerată simulează condiții realiste prin rularea aerului la aproximativ 100 de pascali. Fiecare mostră de conductă conține o îmbinare greu de etanșat: o conductă din tablă metalică îmbinată cu degetul care unește o tranziție în trepte, tipică pentru modul în care conductele se îmbină cu plenarele. Diferitele materiale de etanșare a conductelor au longevități foarte diferite în aceste condiții. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Această bandă transparentă, pe care autorii o numesc bandă de împachetare, s-a dovedit a avea o longevitate mai mare decât cea a benzii pentru conducte. Cu toate acestea, nu este foarte rezistentă. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cava de conductă poate forma o bună etanșare – inițial. Dar, în condițiile dificile ale instalației de îmbătrânire, cedează rapid. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masticul s-a comportat foarte bine în instalația de îmbătrânire, fără o creștere notabilă a scurgerilor în timp. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Majoritatea scurgerilor din conducte ar putea fi prevenite cu o etanșare adecvată a conductelor. Dar examinările pe teren constată adesea că etanșările cedează în timp. Pentru a furniza date de laborator cu privire la ce materiale de etanșare și benzi rezistă și care sunt susceptibile de a ceda, efectuăm teste accelerate în curs de desfășurare la Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL).
Concluzia majoră pe care o putem trage până acum este că se poate folosi orice altceva în afară de bandă adezivă pentru conducte – dacă definim banda adezivă pentru conducte ca bandă adezivă cu suport textil și adeziv din cauciuc – pentru a etanșa conductele. În condiții dificile (dar realiste), benzile pentru conducte cedează. Alte tipuri de bandă și alte metode de etanșare au o longevitate bună atunci când sunt instalate în mod corespunzător (a se vedea Atât de multe materiale de etanșare, atât de multe eșecuri). Testele au arătat, de asemenea, că nu este necesar ca benzile să fie rezistente pentru a avea o longevitate bună și că niciuna dintre diferitele clasificări, inclusiv cele de la Underwriters’ Laboratories (UL), nu se referă la longevitatea agentului de etanșare în condiții realiste.
Durabilitatea este cheiaAstăzi, lipirea cu bandă adezivă pentru conducte este cea mai comună metodă de etanșare a conductelor. Echipele de pe teren nu agreează masticurile, deoarece acestea tind să fie murdare. Benzile din folie sunt folosite pe carton pentru conducte, dar banda pentru conducte este cea mai populară pe cele mai comune materiale pentru conducte – conducte flexibile și metal. Fiecare material de etanșare are avantajele și dezavantajele sale, dar cu o aplicare rezonabil de atentă, oricare dintre ele poate etanșa bine – la început.
Longevitatea este o altă poveste. Astăzi, se spune că locuințele sunt proiectate să dureze 30 de ani. Sistemele de conducte flexibile sunt adesea evaluate pentru o durată de viață de 15 ani. Etanșările pentru conducte ar trebui să dureze cel puțin la fel de mult. Dar se pare că proprietățile fizice ale unora dintre materialele de etanșare pot face ca etanșările să cedeze în doar câțiva ani.
În timp ce unele materiale de etanșare sunt clasificate UL, nicio clasificare UL nu se referă la longevitate (a se vedea Standardele pentru materiale de etanșare). Dacă persoanele care aleg produse de etanșare a conductelor ar avea evaluări relative ale longevității, ar putea lua o decizie mai informată.
Trei platforme de testareAm dezvoltat trei proceduri de testare – coacere, cicluri și îmbătrânire – pentru a solicita îmbinările de conducte standard și produsele de etanșare ale acestora în diferite condiții de mediu. Testul de coacere utilizează doar un cuptor simplu. Aparatul de cicluri a fost finanțat în urmă cu peste trei ani de către Agenția de Protecție a Mediului din SUA pentru a măsura longevitatea materialelor de etanșare a conductelor în aerosoli în condiții accelerate. Aparatul de îmbătrânire a fost construit anul trecut cu finanțare de la Institutul pentru Eficiență Energetică din California. În aceste aparate de testare, măsurăm periodic scurgerile din conducte. Declarăm că un material de etanșare a cedat atunci când acesta pierde mai mult de 10% din aerul pe care îl pierdea rostul înainte de a fi etanșat. Aceste teste măsoară rezistența etanșantului în fața unor medii exigente, dar nu abordează problemele de instalare.
Testul de coacere este cel mai simplu. Construim o îmbinare cu degetul de tranziție în trepte, metal-metal-metal, dintr-o conductă standard din tablă de 4 inci, și susținem conducta cu suporturi mecanice independente. Aceasta este una dintre cele mai greu de etanșat îmbinări. Unele standarde cer o clemă peste banda de conductă la îmbinările de la flex la guler, dar nu există nicio modalitate de a aplica o clemă peste bandă sau peste materialul de etanșare la o tranziție în trepte, cum ar fi îmbinarea conductă-plenum. Aplicăm material de etanșare pe îmbinare, urmând instrucțiunile producătorului, dacă este cazul. Apoi, plasăm secțiunea de conductă într-un cuptor setat la temperatura unui pod fierbinte sau a aerului de alimentare a sistemului de încălzire, în intervalul 140°F-180°F. Temperaturile sunt menținute sub 200°F deoarece unele dintre benzi sunt proiectate pentru această temperatură. Scurgerile din conducte sunt măsurate înainte de coacere și la diferite intervale de timp în timpul coacerii. La testarea scurgerilor, ne uităm, de asemenea, la materialul de etanșare și observăm defecțiunile evidente. Secțiunile sunt coapte timp de până la 4 luni.
În testul de cicluri, adăugăm schimbări de temperatură și presiune. Suflăm aer cald și aer ambiant prin conductă la presiuni cuprinse între presiunea aerului ambiant și 200 de pascali (Pa) pentru a simula ciclurile HVAC. Acest test are limitările sale. Ciclurile durează mult timp – 20 de minute – din cauza necesității de a încălzi și răci conducta. Iar aparatul de cicluri nu poate supune proba de testare la temperaturile scăzute care ar putea fi așteptate în timpul iernii sau chiar în conductele de alimentare cu aer condiționat.
Numai etanșantul în aerosol a fost supus testului de cicluri. Câteva scurgeri sigilate cu aerosol au fost sigilate în urmă cu peste doi ani și de atunci au fost supuse ciclului între aer cald și aer ambiental la fiecare 20 de minute. Nu a existat nicio schimbare semnificativă în ceea ce privește etanșeitatea conductei.
Testul de îmbătrânire a fost conceput pentru a depăși limitările aparatului de ciclism și poate fi un prototip util pentru efectuarea de teste standardizate privind longevitatea etanșantului pentru conducte. Aparatul de testare are o sursă de aer cald și o sursă de aer rece (a se vedea figura 1). Secțiunile de conducte din aparat sunt traversate de aer cald timp de cinci minute, urmat de aer rece timp de cinci minute. Am testat 19 benzi și materiale de etanșare în dispozitivul de îmbătrânire.
O gamă largă de produse pretind că sunt potrivite pentru etanșarea conductelor, dar adesea nu există prea multe informații în specificațiile tehnice sau în literatura de specialitate a produselor pentru a le diferenția. De exemplu, un producător important enumeră 16 benzi diferite pentru conducte, disponibile într-o gamă de culori, și 8 benzi de folie. Unele au coduri de produs imprimate pe bandă, altele au coduri imprimate pe butuc, iar altele nu au niciun cod de produs pe ele. Toate benzile pentru conducte sunt clasificate conform standardului UL 723, Test for Surface Burning Characteristics of Building Materials (Test pentru caracteristicile de ardere la suprafață ale materialelor de construcție), dar numai unele dintre cele din folie metalică au această clasificare. Unele benzi sunt etichetate ca fiind „Code Approved” de către BOCA, dar o bandă cu aproape aceleași caracteristici ca și cele „Code Approved” nu indică faptul că este „Code Approved”.
Toate produsele pe care le-am testat au fost vândute pentru a fi utilizate pe conductele HVAC. Mai multe companii au scos recent pe piață benzi UL 181B-FX (a se vedea definițiile din Standardele pentru materiale de etanșare), care sunt aprobate de UL pentru utilizare pe sisteme de conducte flexibile atunci când sunt instalate cu cleme metalice peste bandă. În general, acestea nu sunt încă listate în cataloagele de produse. Deși nu am investigat masticurile la fel de amănunțit ca și benzile, se pare că există mai puține grade de mastic. Puține masticuri sunt în prezent aprobate de UL 181B, deși multe sunt aprobate de UL 181A. Este posibil ca această situație să se schimbe în viitor.
Ruptură catastrofală rapidăCând am început experimentele de îmbătrânire, ne așteptam să dureze săptămâni pentru a începe să observăm o degradare a performanței. Am fost surprinși să constatăm că unele benzi pentru conducte au cedat în doar câteva zile. Cele mai multe au cedat mai degrabă în mod catastrofal decât treptat. Acest lucru ne-a făcut mai puțin necesar să folosim criterii numerice arbitrare pentru a decide că un eșantion a cedat. Eșecuri rapide au avut loc numai în cazul benzilor de conducte din pânză cu adezivi din cauciuc.
Din cele 19 probe pe care le-am îmbătrânit și 13 probe pe care le-am copt, multe au eșuat; opt sunt încă în funcțiune. Singurele conducte care au devenit etanșe au fost sigilate cu bandă adezivă pentru conducte (a se vedea tabelul 1). Cele mai multe dintre ele au prezentat semne vizibile de cedare în aproximativ trei zile de la începerea testului. Testele nu ne oferă nicio indicație cu privire la timpul până la defecțiune în lumea reală. Dar ele ne permit să vedem ce materiale de etanșare rezistă relativ mai bine decât altele.
În testul de coacere, numai benzile cu adezivi pe bază de cauciuc au prezentat degradare. Benzile pentru conducte au tendința de a avea mai multe scurgeri decât celelalte benzi. Unele se apropie de eșec și în testul de îmbătrânire. Celelalte materiale de etanșare au toate scurgeri mai mici de 2% din debitul nesigilat.
După ce probele de testare au petrecut trei zile în platformele de testare, am măsurat etanșeitatea îmbinărilor lor. Benzile pentru conducte aveau 10%-20% din scurgerea nesigilată. Banda de calitate superioară a cedat complet, căzând de pe secțiunea de testare. Această defecțiune completă s-a datorat delaminării – separarea suportului de pânză de adeziv. Celelalte benzi eșuate abia începuseră să se delameze. Credem că, la temperaturi ridicate, adezivii pe bază de cauciuc din benzile pentru conducte își schimbă proprietățile și au tendința de a se separa fie de suportul de pânză, fie de suprafață. Am încercat o a doua mostră de bandă de calitate superioară; aceasta a rezistat aproximativ șapte zile înainte de a ceda complet. Benzile cu suport metalic cu adeziv acrilic, aerosolul și masticul nu au prezentat semne vizibile sau măsurabile de degradare după două săptămâni de testare.
Deși criteriul nostru de eșec a fost de 10%, am continuat să monitorizăm majoritatea mostrelor până când scurgerea lor a fost mai mare de 50% din debitul neetanșat. În cele mai multe dintre acestea, scurgerile au continuat să crească rapid, sfârșind adesea cu o defecțiune catastrofală.
O inspecție vizuală a secțiunilor de conductă coapte a arătat că, în majoritatea probelor de bandă adezivă pentru conducte, adezivul de cauciuc și-a schimbat proprietățile și banda s-a delaminat. Unele mostre păreau să se fi copt în așa fel încât să își mențină etanșarea. Cu toate acestea, adezivul s-a copt fără ca presiunea aerului de la scurgeri să împingă banda; o astfel de permanență este puțin probabilă pe teren.
În timpul testului de îmbătrânire, am văzut ocazional că unele benzi pentru conducte au început să se desprindă de conductă și apoi au fost resigilate atunci când o bucată de bandă suprapusă a cedat în așa fel încât să astupe prima scurgere, lăsând o bulă. Am observat același fenomen pe teren. Acest comportament poate explica de ce unele benzi pentru conducte durează mai mult; nu l-am observat la niciun alt tip de etanșare. Considerăm că o astfel de cedare și resigilare este inacceptabilă, dar nu am respins eșantioane pe această bază.
Se pare că există o diferență mică de performanță între benzile pentru conducte, în comparație cu diferența dintre banda pentru conducte și ceilalți etanșanți. Diferitele grade de bandă adezivă pentru conducte au rezistențe diferite, dar diferențele nu afectează longevitatea.
Epuizarea călduriiDeși testele noastre nu pot face diferența între mastic și etanșantul în aerosol, datele arată că banda adezivă pentru conducte nu este un etanșant bun pentru utilizarea în conducte care funcționează la o temperatură cu mult peste temperatura ambiantă. Credem că acest lucru se datorează adezivului din cauciuc, dar nu putem afirma cu certitudine acest lucru. În cea mai mare parte, suportul din pânză și adezivii din cauciuc merg mână în mână. Celelalte produse de etanșare nu au demonstrat niciunul dintre modurile de defecțiune pe care le-am observat la benzile pentru conducte.
Există câteva produse care utilizează adezivi din cauciuc cu un suport care nu este din pânză. Intenționăm să testăm aceste produse în viitor. Deși actuala recoltă de benzi pentru conducte nu reușește să treacă testele noastre de longevitate, nu există niciun motiv să credem că adezivul nu poate fi reformulat pentru a funcționa mai bine la temperaturile mai ridicate întâlnite în poduri sau în sistemele de încălzire.
Am constatat că banda transparentă, cu suport de plastic neîmbrăcat – pe care noi o numim bandă de ambalare – rezistă bine. Cel puțin o versiune a acestei benzi a fost clasificată UL 181B-FX și este disponibilă în comerț. Am testat versiunea cu clasificare UL timp de peste o lună și versiunea fără clasificare timp de peste trei luni și nu s-au înregistrat scurgeri semnificative.
Produsele de bandă de folie cu clasificare 181B-FX sunt acum disponibile. Minereul pe care l-am testat a rezistat bine timp de o lună în instalația de îmbătrânire.
Fita de împachetare are o rezistență scăzută la tracțiune. Deoarece scopul unui etanșant pentru conducte este doar de a reduce scurgerile, nu am testat rezistența. Unii utilizatori de pe teren nu le place să folosească benzi mai slabe, poate pentru că le place să agațe conductele cu bandă, dar sistemele de conducte nu ar trebui să fie susținute mecanic de materiale de etanșare.
Cu privire la instalareTestările noastre s-au concentrat pe proprietățile materialelor de etanșare în sine. Ne-am asigurat că am obținut etanșări inițiale bune pentru secțiunea noastră de testare, urmând bunele practici și instrucțiunile producătorului. De exemplu, secțiunea de testare a fost curată și uscată. Am aplicat materialul de etanșare cu o atenție meticuloasă și am verificat dacă etanșarea era bună înainte de a începe oricare dintre teste.
Într-o aplicare normală, o astfel de atenție nu este practică. Accesul la conducte poate fi limitat, iar conductele pot fi murdare. Aceste probleme fac dificilă instalarea benzilor. Astfel, unele lucrări cu bandă pot avea performanțe slabe pentru că au fost instalate prost, nu din cauza vreunui defect intrinsec al benzii. Experiența de pe teren arată că masticurile și materialele de etanșare în aerosoli etanșează adesea mai bine decât banda în locații murdare sau inaccesibile.
Cea mai bună alegere a materialului de etanșare pentru conducte va varia în funcție de climă, tipul de construcție și experiența locală. Recomandarea noastră? Luați în considerare problemele de instalare, dar folosiți orice altceva în afară de bandă adezivă pentru conducte.
Pentru o descriere mai detaliată a aparatului de testare în sine, precum și a protocolului de testare, consultați raportul de proiect, Leakage Diagnostics, Sealant Longevity, Sizing and Technology Transfer in Residential Thermal Distribution Systems, Lawrence Berkeley National Laboratory Report No. 41118. Tel:(510)486-4022; site web: www.lbl.gov.
FIgura 1. Schema nu este la scară. Zonele gri închis sunt umplute cu aer cald, zonele gri deschis sunt umplute cu aer rece.
Standarde pentru materiale de etanșare
Majoritatea benzilor care sunt etichetate 181B-FX sunt benzi pentru conducte. Alte produse 181B abia acum apar pe piață
Lile UL 181A și 181B par să facă o treabă bună în ceea ce privește testarea siguranței, a rezistenței la tracțiune și a aderenței inițiale. Cu toate acestea, este posibil ca acestea să nu facă o treabă bună în ceea ce privește evaluarea gradului de etanșare a etanșării scurgerilor tipice din conducte sau a gradului în care acestea rămân etanșate în condiții normale.
Am constatat că nu există o corelație între longevitatea etanșantului și listarea UL. Dintre benzile pentru conducte, cele care au fost clasificate UL 181B au avut performanțe mai bune. Majoritatea mostrelor de bandă adezivă pentru conducte au cedat în decurs de o săptămână la testul de îmbătrânire, dar două mostre cu clasificare UL și una care nu a fost clasificată UL au rezistat peste o lună. Cu toate acestea, chiar și benzile pentru conducte cu clasificare UL s-au comportat mult mai rău decât orice alt material de etanșare.
Această lipsă de corelație nu ar trebui să fie surprinzătoare. Multe dintre componentele testelor UL abordează aspecte legate de rezistență și siguranță la foc, iar niciuna dintre acestea nu figurează în testele noastre. De fapt, unii etanșanți cu o longevitate bună, cum ar fi banda de butil, pot avea dificultăți în a trece UL 181B. Multe benzi, inclusiv toate benzile pentru conducte pe care le-am testat, sunt listate UL 723 pentru siguranța la foc.
Test nerealistDeși UL testează în primul rând pentru siguranță, s-ar putea presupune că testele ar determina, de asemenea, ce benzi își îndeplinesc sarcina principală de etanșare a scurgerilor. Cu toate acestea, testele UL sunt limitate de unele condiții nerealiste:
- În 181B, benzile pentru conducte au o clemă pe îmbinare.
- În testul de aderență la forfecare, banda nu are nicio sarcină timp de 60 de zile la 66°C (150°F), iar apoi este testată la 23°C (73°F) timp de 24 de ore. Chiar și atunci, este posibil ca banda să se desprindă de conductă cu 1/8 inch. În acest ritm, se poate desprinde în doar două zile și totuși să treacă testul.
- Testul la temperaturi ridicate gătește banda timp de 60 de zile la 100°C (212°F), dar banda este evaluată doar prin inspecție vizuală, fără a se testa aderența.
- Testul de îngheț-dezgheț al masticului se face cu masticul încă în recipientul său, cu excepția cazului în care recipientul spune să se prevină înghețarea.
- Suprafețele pe care se aplică banda sau masticul sunt toate curate (echipamentul nostru împărtășește această limitare).
- Nu există cicluri de temperatură sau presiune la testele de aderență în 181B. 181A are cicluri de presiune la temperaturi fixe de 74°C (165°F), 32°C (90°F) și -18°C (0°F), dar nu are cicluri de temperatură.
Cine folosește cleme?Una dintre cele mai mari diferențe între testul UL și testul nostru de longevitate este că, pentru testarea benzii pentru conducte din material textil, UL necesită o clemă pe îmbinare. Pentru a încuraja strângerea în practică, UL cere ca, pentru ca un sistem de conducte să fie omologat UL, să aibă cleme pe îmbinare, iar producătorii de conducte flexibile listate UL trebuie să includă în instrucțiunile lor necesitatea clemelor. Am observat că îmbinările lipite cu bandă adezivă ale căptușelii de conducte flexibile pot fi uneori ținute în poziție prin chingi, dar nu am văzut niciodată cleme pe tipul de îmbinare conductă-plenum pe care l-am testat. În plus, atunci când am cumpărat benzile din material textil, nu am primit instrucțiuni sau orientări pentru a face o astfel de strângere. Astfel, îmbinările noastre au fost testate în condiții diferite de cele din testele UL, dar condițiile noastre reprezintă mai bine construcția reală.
Îndoielnic, strângerea ar fi îmbunătățit performanța benzilor UL 181B-FX. De asemenea, ar fi îmbunătățit performanțele benzilor neevaluate. Cu toate acestea, alte materiale de etanșare pot avea performanțe acceptabile fără strângere, iar dificultatea și consumul de timp al strângerii face puțin probabil ca aceasta să devină răspândită.
UL încă utilDin perspectiva longevității materialului de etanșare, nu am acorda prioritate benzilor clasificate UL, dar alte aspecte pot face ca benzile clasificate UL să fie de dorit. Iar codurile locale de construcții, dacă fac referire la Codul de construcții din sud sau la Codul mecanic standard, le cer.
Max Sherman și Iain Walker sunt oameni de știință din cadrul Grupului de performanță energetică a clădirilor de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley din Berkeley, California.
| Înapoi la pagina de conținut | Home Energy Index | Despre Home Energy |
| Home Energy Home Page | Back Issues of Home Energy |