| Tillbaka till innehållsförteckningen | Home Energy Index | Om Home Energy |
| Home Energy Home Page | Back Issues of Home Energy |
Home Energy Magazine Online juli/augusti 1998
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lawrence Berkeley National Lab har nu testat över ett dussin olika typer av tejp. Det finns flera olika kvaliteter – ekonomi, användbarhet, allmänna ändamål, entreprenörer, industriell, professionell, premium och till och med nukleär. Accelererade tester visar dock att tejp med tygryggar och gummiklister i sig själv har en tendens att falla av, vilket visas här. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Så många tätningsmedel, så många misslyckandenPackningstejp har en tunn, vanligtvis genomskinlig, polyesterrygg och ett akryllim. Dess draghållfasthet är vanligtvis låg om den inte är förstärkt med fiber. Packtejp används ofta på fabriksmonterade kanalsystem. Det finns många typer av tejp som kan kallas packtejp, men vi använder termen för att beteckna endast de tejper som är avsedda att användas på kanaler. De flesta kartongförseglings- och bandningstejper är inte avsedda att användas på kanaler. Foljetape har folieunderlag och ett självhäftande akryl- eller gummiklister. Folieband används ofta på styva kanalsystem, t.ex. kanalkartong. Butyltejp har också en foliebakgrund, men den använder ett tjockt (15-50 millimeter) butyllim som gör att den kan anpassa sig till mer oregelbundna former. Mastix är ett kladdigt lim som appliceras vått. Det fyller luckor och torkar till ett mjukt fast material. Mastix kan innehålla eller inte innehålla förstärkningsfibrer, och de kan användas tillsammans med förstärkningsnätband. Aerosoltätningsmedel är en klibbig vinylpolymer som appliceras på läckorna invändigt. Den pumpas genom kanalsystemet, där den spänner över läckorna och torkar (se Not Your Daddy’s Duct Sealing Method, Jan/Feb ’98, s. 44). Alla produkter som vi har testat var avsedda att användas på kanaler, och ingen av dem hade en nominell temperatur under 200°F.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Den accelererade åldringsriggen simulerar realistiska förhållanden genom att luften körs vid cirka 100 Pascals. Varje kanalprov innehåller en svårtätad skarv: fingerskarvad plåtkanal som ansluter till en trappstegsövergång, vilket är typiskt för hur kanaler ansluter till plenum. Olika tätningsmaterial för kanaler har mycket olika livslängd under dessa förhållanden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Denna genomskinliga tejp, som författarna kallar packtejp, har visat sig ha en längre livslängd än kanaltejp. Den är dock inte särskilt stark. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dukttejp kan bilda en bra tätning – till en början. Men under de utmanande förhållandena i den åldrande riggen sviktar den snabbt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mastix har fungerat mycket bra i den åldrande riggen, utan någon märkbar ökning av läckage med tiden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De flesta kanalläckage skulle kunna förebyggas med en ordentlig kanaltätning. Men vid fältundersökningar upptäcker man ofta att tätningarna sviktar med tiden. För att få fram laboratoriedata om vilka tätningsmedel och tejper som håller och vilka som riskerar att gå sönder, utför vi fortlöpande accelerationstester vid Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL).
Den viktigaste slutsatsen vi kan dra hittills är att man kan använda allt annat än tejp – om vi definierar tejp som tejp med tygryggar och gummiklister – för att täta kanaler. Under krävande (men realistiska) förhållanden misslyckas kanalband. Andra typer av tejp och andra tätningsmetoder har god livslängd om de installeras på rätt sätt (se Så många tätningsmedel, så många misslyckanden). Testerna har också visat att tejper inte behöver vara starka för att ha god livslängd och att ingen av de olika klassificeringarna, inklusive de från Underwriters’ Laboratories (UL), tar hänsyn till tätningsmedlens livslängd under realistiska förhållanden.
Långsiktighet är nyckelnI dag är tejpning med kanaltape den vanligaste metoden för att täta kanaler. Fältpersonal ogillar mastix eftersom de tenderar att vara kladdiga. Folieband används på kanalplattor, men tejp är mest populärt på de vanligaste kanalmaterialen – flexkanaler och metall. Varje tätningsmedel har sina för- och nackdelar, men om man är ganska noggrann med appliceringen kan alla tätningsmedel täta bra – till en början.
Lång livslängd är en annan sak. I dag sägs husen vara konstruerade för att hålla i 30 år. Flexkanalsystem har ofta en livslängd på 15 år. Kanaltätningar borde hålla minst lika länge. Men det verkar som om de fysikaliska egenskaperna hos vissa tätningsmaterial kan leda till att tätningarna går sönder inom bara några få år.
Vissa tätningsmaterial är UL-klassade, men ingen UL-klassning avser livslängd (se Standarder för tätningsmaterial). Om personer som väljer tätningsmaterial för kanaler hade relativa klassificeringar av livslängd skulle de kunna fatta ett mer välgrundat beslut.
Tre testriggarVi har utvecklat tre testprocedurer – bakning, cykling och åldrande – för att belasta standardkanalskarvar och deras tätningsmaterial under olika miljöförhållanden. För bakningstestet används bara en enkel ugn. Cykelapparaten finansierades för över tre år sedan av U.S. Environmental Protection Agency för att mäta livslängden hos aerosolkanaltätningsmedel under accelererade förhållanden. Åldringsapparaten byggdes förra året med finansiering från California Institute for Energy Efficiency. I dessa testriggar mäter vi regelbundet kanalläckage. Vi förklarar att ett tätningsmedel har misslyckats när det läcker mer än 10 % av den luft som läckte ut från skarven innan den tätades. Dessa tester mäter tätningsmaterialets uthållighet i krävande miljöer, men de tar inte upp installationsproblem.
Bakningstestet är det enklaste. Vi bygger en fingerfog med en metall till metall-stegad övergångsfog av en standard 4-tums plåtkanal och stödjer kanalen med oberoende mekaniska stöd. Detta är en av de svåraste fogarna att täta. Vissa standarder kräver en klämma över tejp vid anslutningar från flex till krage, men det finns inget sätt att applicera en klämma över tejpen eller tätningsmaterialet vid en steglös övergång, t.ex. vid en fog från kanal till plenum. Vi applicerar tätningsmedel på skarven och följer i förekommande fall tätningsmedelstillverkarens anvisningar. Vi placerar sedan kanalsektionen i en ugn som är inställd på temperaturen för en varm vind eller tilluft från värmesystemet, i intervallet 140°F-180°F. Temperaturen hålls under 200°F eftersom vissa av tejperna är dimensionerade för den temperaturen. Kanalens läckage mäts före gräddning och med olika intervall under gräddningen. När vi testar läckaget tittar vi också på tätningsmaterialet och noterar uppenbara brister. Sektionerna bakas så länge som 4 månader.
I cykeltestet lägger vi till temperatur- och tryckförändringar. Vi blåser varm och omgivande luft genom kanalen vid tryck mellan omgivande lufttryck och 200 Pascals (Pa) för att simulera HVAC-cykling. Detta test har sina begränsningar. Cyklarna tar lång tid – 20 minuter – på grund av behovet av att värma upp och kyla ner kanalen. Och cykelapparaten kan inte utsätta testprovet för de kalla temperaturer som kan förväntas på vintern eller till och med i ventilationskanaler.
Endast aerosoltätningsmedlet har genomgått cykeltestet. Några aerosolförseglade läckor tätades för över två år sedan och har sedan dess cyklats mellan varm och omgivande luft var 20:e minut. Det har inte skett någon betydande förändring av kanalens täthet.
Våldringstestet utformades för att övervinna begränsningarna i cyklingsapparaten och kan vara en användbar prototyp för att genomföra standardiserade tester av kanalförseglingsmedlets livslängd. Testutrustningen har en källa för varm luft och en källa för kall luft (se figur 1). Kanalsektionerna i riggen har varm luft som går igenom dem i fem minuter, följt av kall luft i fem minuter. Vi har testat 19 tejper och tätningsmedel i åldringsanordningen.
En lång rad produkter påstår sig vara lämpliga för kanaltätning, men det finns ofta inte mycket i specifikationerna eller produktlitteraturen som skiljer dem åt. En stor tillverkare listar till exempel 16 olika kanalband, som finns i en rad olika färger, och 8 folieband. Vissa har produktkoder tryckta på tejpen, andra har koder tryckta på navet och vissa har ingen produktkod. Alla kanalbanden är klassificerade enligt UL Standard 723, Test for Surface Burning Characteristics of Building Materials, men endast några av metallfoliebanden är klassificerade enligt denna standard. Vissa tejper är märkta som Code Approved av BOCA, men en tejp med nästan samma egenskaper som de Code Approved-tejperna anger inte att den är Code Approved.
Alla produkter som vi testade såldes alla för användning på HVAC-kanaler. Flera företag har nyligen kommit ut med UL 181B-FX-band (se definitioner i Standards for Sealants), som är UL-godkända för användning på flexkanalsystem när de installeras med metallklämmor över bandet. I allmänhet finns dessa ännu inte förtecknade i produktkataloger. Även om vi inte har undersökt mastix lika grundligt som band, verkar det finnas färre kvaliteter av mastix. Få mastixmaterial är för närvarande UL 181B-godkända, även om många är godkända av UL 181A. Denna situation kan komma att förändras i framtiden.
Snabbt katastrofalt felNär vi påbörjade åldringsexperimenten förväntade vi oss att det skulle ta veckor innan vi kunde börja se en försämring av prestandan. Vi blev förvånade över att vissa kanalband gick sönder på bara några dagar. De flesta gick sönder katastrofalt snarare än gradvis. Detta gjorde det mindre nödvändigt för oss att använda godtyckliga numeriska kriterier för att avgöra att ett prov hade misslyckats. Snabba misslyckanden har endast inträffat för tygkanalband med gummiklister.
Av de 19 prover som vi har åldrats och 13 prover som vi har bakat har många misslyckats; åtta är fortfarande i drift. De enda kanaler som har blivit läckande har förseglats med tejp (se tabell 1). De flesta av dem visade synliga tecken på fel inom cirka tre dagar efter det att provet påbörjades. Testerna ger oss ingen indikation på hur lång tid det tar innan de går sönder i den verkliga världen. Men de gör det möjligt för oss att se vilka tätningsmaterial som håller relativt sett bättre än andra.
I bakningstestet har endast tejper med gummibaserade klister visat nedbrytning. Kanalbanden tenderar att vara mer läckande än de andra banden. Vissa närmar sig också fel i åldringstestet. De andra tätningsmedlen läcker alla mindre än 2 % av det otätade flödet.
När testproverna hade tillbringat tre dagar i testriggarna mätte vi deras fogläckage. Kanalbanden hade 10-20 % av det otätade läckaget. Den förstklassiga tejpen hade gått sönder helt och hållet och föll av testsektionen. Ett sådant fullständigt misslyckande berodde på delaminering, dvs. att tygunderlaget lossnade från limmet. De övriga trasiga tejperna hade bara börjat delaminera. Vi tror att vid förhöjda temperaturer ändrar de gummibaserade limmen i kanalband sina egenskaper och tenderar att separera antingen från tygunderlaget eller från ytan. Vi provade ett andra prov av tejpen av premiumkvalitet; den höll i ungefär sju dagar innan den gick helt sönder. De metallbaserade tejperna med akryllim, aerosolen och mastixen visade inga synliga eller mätbara tecken på nedbrytning efter två veckors testning.
Trots att vårt felkriterium var 10 % fortsatte vi att övervaka de flesta proverna tills deras läckage var mer än 50 % av det otätade flödet. I de flesta av dessa fortsatte läckaget att öka snabbt och slutade ofta med ett katastrofalt fel.
En visuell inspektion av de bakade kanalsektionerna avslöjade att i de flesta kanaltejpproverna hade gummikläppen ändrat egenskaper och tejpen hade delaminerats. Vissa prover verkade ha bakats på ett sådant sätt att de bibehöll sin tätning. Klistret bakades dock in utan att lufttrycket från läckorna tryckte mot tejpen; en sådan beständighet är osannolik i fält.
I åldringstestet såg vi ibland att vissa kanaltapeter började lossna från kanalen och sedan återförseglades när en överlappande bit tejp gick sönder på ett sådant sätt att den täppte till den första läckan, vilket lämnade kvar en bubbla. Vi har observerat samma fenomen i fält. Detta beteende kan förklara varför vissa kanalband håller längre; vi har inte observerat det på någon annan typ av tätningsmaterial. Vi anser att sådana brister och återförseglingar är oacceptabla, men vi underkände inte proverna på denna grund.
Det verkar vara liten skillnad i prestanda mellan kanalband, jämfört med skillnaden mellan kanalband och de andra tätningsmedlen. Olika kvaliteter av kanaltejp har olika styrka, men skillnaderna påverkar inte livslängden.
Heat ExhaustionÄven om våra tester inte kan särskilja mellan mastix och aerosoltätningsmaterial, visar uppgifterna att kanaltejp inte är ett bra tätningsmaterial för användning i kanaler som arbetar vid mycket högre temperaturer än omgivningstemperaturen. Vi tror att detta beror på gummikläppen, men vi kan inte säga det definitivt. För det mesta går tygryggar och gummikläpp hand i hand. De andra tätningsprodukterna har inte uppvisat några av de fel som vi har sett i kanalbanden.
Det finns ett fåtal produkter som använder gummiklister med en baksida som inte är gjord av tyg. Vi har för avsikt att testa dessa produkter i framtiden. Även om den nuvarande skörden av kanalband inte klarar våra hållbarhetstester finns det ingen anledning att tro att limmet inte kan omformuleras för att fungera bättre vid de högre temperaturer som finns på vindar eller i värmesystem.
Vi har funnit att genomskinlig, oförstärkt tejp med plastrygg – som vi kallar packningstejp – klarar sig bra. Åtminstone en version av denna tejp är UL 181B-FX-klassad och finns kommersiellt tillgänglig. Vi har testat den UL-klassade versionen i över en månad och den icke klassade versionen i över tre månader, och det finns inget betydande läckage.
Foljetapeprodukter med 181B-FX-klassning finns nu tillgängliga. Den malm som vi har testat har hållit bra i en månad i åldringsriggen.
Packningstejp har en låg draghållfasthet. Eftersom syftet med en kanalförsegling endast är att minska läckaget har vi inte testat hållfastheten. Vissa fältanvändare ogillar att använda svagare tejp, kanske för att de gillar att hänga upp kanaler med tejp, men kanalsystem ska inte stödjas mekaniskt av tätningsmedel.
InstallationsfrågorVår testning fokuserade på egenskaperna hos själva tätningsmedlen. Vi såg till att vi fick bra inledande tätningar för vår testsektion genom att följa god praxis och tillverkarens anvisningar. Testsektionen var till exempel ren och torr. Vi applicerade tätningsmedlet med noggrann omsorg och kontrollerade att tätningen var god innan vi påbörjade något av testerna.
I en normal tillämpning är en sådan omsorg inte praktisk. Tillgången till kanalerna kan vara begränsad och kanalerna kan vara smutsiga. Dessa problem gör det svårt att installera band. Därför kan vissa bandarbeten prestera dåligt på grund av att de var dåligt installerade, inte på grund av något inneboende fel i bandet. Erfarenheter från fältet visar att mastix och aerosoltätningsmedel ofta tätar bättre än tejp på smutsiga eller svåråtkomliga ställen.
Det bästa valet av kanaltätningsmedel varierar beroende på klimat, konstruktionstyp och lokala erfarenheter. Vår rekommendation? Tänk på installationsproblem, men använd allt annat än tejp.
För en mer detaljerad beskrivning av själva testutrustningen och testprotokollet hänvisas till 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; webbplats: www.lbl.gov.
Figur 1. Schematisk bild som inte är skalenlig. Mörkgrå områden är fyllda med varm luft, ljusgrå områden är fyllda med kall luft.
Standarder för tätningsmaterial
De flesta band som är märkta med 181B-FX är kanalband. Andra 181B-produkter är på väg ut på marknaden
UL 181A och 181B verkar göra ett bra jobb när det gäller testning av säkerhet, draghållfasthet och initial vidhäftning. De kanske dock inte gör ett bra jobb när det gäller att bedöma hur väl tätningsmaterialen tätar typiska kanalläckor eller hur väl de håller sig täta under normala förhållanden.
Vi fann att det inte finns något samband mellan tätningsmaterialets livslängd och UL-listning. Bland kanalbanden presterade de som var UL 181B-klassade bättre. De flesta proverna av kanaltejp misslyckades inom en vecka i åldringstestet, men två UL-klassade prover och ett som inte var UL-klassat höll i över en månad. Men även de UL-klassade kanalbanden presterade mycket sämre än något annat tätningsmedel.
Denna brist på korrelation borde inte vara förvånande. Många av komponenterna i UL-testerna behandlar frågor om hållfasthet och brandsäkerhet, och inget av dessa ingår i våra tester. Faktum är att vissa tätningsmaterial med god livslängd, som butyltejp, kan ha svårt att klara UL 181B. Många tejper, inklusive alla kanaltejper som vi har testat, är UL 723-listade för brandsäkerhet.
Orealistiskt testÄven om UL testar främst för säkerhet skulle man kunna anta att testerna också skulle avgöra vilka tejper som uppfyller sin primära uppgift att täta läckor. UL-testerna begränsas dock av vissa orealistiska villkor:
- I 181B har kanalbanden en klämma på skarven.
- I skjuvadhållningstestet är tejpen obelastad i 60 dagar vid 66 °C (150 °F) och testas sedan vid 23 °C (73 °F) i 24 timmar. Även då kan tejpen lossna från kanalen med 1/8 tum. Med den hastigheten kan den lossna på så lite som två dagar och ändå godkännas.
- Högtemperaturprovet kokar tejpen i 60 dagar vid 100 °C (212 °F), men tejpen utvärderas endast genom visuell inspektion, utan att vidhäftningen testas.
- Mastixens frys- och töjningstest utförs med mastixen fortfarande i sin behållare, såvida det inte står i behållaren att man ska förhindra frysning.
- Oppgifterna på vilka tejpen eller mastixen appliceras är alla rena (vår rigg har samma begränsning).
- Det finns ingen cyklisk temperatur- eller tryckökning till vidhäftningsprovningarna i 181B. 181A har tryckcykling vid fasta temperaturer på 165°F (74°C), 90°F (32°C) och 0°F (-18°C), men ingen temperaturcykling.
Vem använder klämmor?En av de största skillnaderna mellan UL-testet och vårt livslängdstest är att UL kräver en klämma på skarven för testning av vävdukstejp. För att uppmuntra klämning i praktiken kräver UL att för att ett kanalsystem ska vara UL-godkänt måste det ha klämmor på skarven, och tillverkare av UL-listad flexkanal måste inkludera behovet av klämmor i sina instruktioner. Vi har observerat att tejpade skarvar av flexkanalfoder ibland kan hållas på plats med band, men vi har aldrig sett klämmor på den typ av skarv mellan kanal och plenum som vi testade. När vi köpte tygbanden fick vi inte heller några instruktioner eller riktlinjer för att göra en sådan fastspänning. Våra skarvar testades alltså under andra förhållanden än de i UL-testerna, men våra förhållanden representerar bättre den verkliga konstruktionen.
Omöjligen skulle fastspänning ha förbättrat prestandan hos UL 181B-FX-tejperna. Det skulle också ha förbättrat prestandan hos de oklassade banden. Andra tätningsmassor kan dock prestera på ett acceptabelt sätt utan klämning, och svårigheten och tidskrävande klämning gör det osannolikt att den kommer att bli vanlig.
UL fortfarande användbartFrån tätningsmassans livslängdsperspektiv skulle vi inte ge UL-klassade tejper något företräde, men andra frågor kan göra UL-klassade tejper önskvärda. Och lokala byggnormer kräver dem om de hänvisar till Southern Building Code eller Standard Mechanical Code.
Max Sherman och Iain Walker är forskare i Energy Performance of Buildings Group vid Lawrence Berkeley National Laboratory i Berkeley, Kalifornien.
| Tillbaka till innehållsförteckningen | Home Energy Index | Om Home Energy |
| Home Energy Home Page | Back Issues of Home Energy |