W budowach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych kojarzy się dwa typy materiałów: metal (miedź również stal) oraz tworzywa sztuczne. Te jedyne zdobyły przebojem technikę instalacyjną. Obejmują będące jakości materiałów: polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE), polibutylen (PB), polipropylen (PP) także ich udoskonalone pochodne (np. rury warstwowe).
Cechy rur z tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne są bardzo proste, łatwe w zestawie (również ewentualnym demontażu) oraz tanie. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można zatem stosować mniejsze średnice) a nie pojawiają się osady. Tenże produkt nie oddziałuje na grupę wody – nie toczy się błona biologiczna (wyjątkiem mogą stanowić związania klejone przydatne w rurach PVC) a nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z ciał sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w użyciach do wódki i kanalizacji nie ma potrzeb ich izolowania. Rury z ciał sztucznych mają przecież duży współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie z tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Nazywa to, że odcinek rury o długości 1 m zwiększy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury tworzone istniały w temperaturze 10ºC, a płynąca woda ma temperaturę 60ºC. Świadczy to, że rury „rozwijają” także potrafią w nich występować naprężenia – potrzebna jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych zezwalających na ludzką pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór zawodowych i przesuwnych).
Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie oraz lekką wytrzymałość na niewielkie temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie zmieniają swoje wadzie: pogarsza się ich siłę, i za to zwiększa wrażliwość na uszkodzenia. Uważa się też, iż są przepuszczalne dla gazów z otoczenia zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury stają się miękkie i mniej wytrzymałe mechanicznie. Ponieważ nie należy składować rur bez zabezpieczenia na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem światła słonecznego i unikać montażu w temperaturze ujemnej (konieczne dla szczególnie wrażliwego PVC!).
Tworzywa sztuczne w instalacjach wodociągowych
Polichlorek winylu (PVC) Złączki do instalacji wodnej jest wysoce odporny, ale jeszcze najbardziej delikatny na szerokie temperatury – zakres praktyce jest głupi od 0 do 60°C, zatem przyznaje się tylko do przewodów wody chłodnej oraz toż tylko w instalacjach nie narażonych na zamarzanie. Częściowo górną granicę stosowalności można przesunąć, stosując polichlorek winylu chlorowany (CPVC) – zakres temperaturowy wynosi 100ºC.
Sprzedawane są rury cienko- i grubościenne (do nowych zakresów ciśnień), o wielkości od 1/2 do 6 cali. Rury są widoczne w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W zespół systemu instalacyjnego wchodzą także równo- i różnoprzelotowe (redukcyjne) złączki, kolanka 90° i 45°, trójniki, czwórniki, zawory.
Podstawowym sposobem łączenia elementów z PVC w budowy jest klejenie. Istotne jest łatwe wykonanie połączenia klejonego. Zaczynane są i połączenia gwintowane (złączki fabryczne), również w tłach, gdzie PVC należy połączyć z metalem (np. pójście do baterii).
Polietylen (PE) dla instalacji wodnych żyje jako niskociśnieniowej (PELD) i jako polietylen usieciowany (PE-X) – ten podstawowy jest podatny na rozwój temperatury powyżej 20°C, ten kolejny jest zakres stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla takiego zakresu średnic łuki, podejścia również pętle mogą być pisane poprzez gięcie rur, bez potrzeby stosowania kształtek, a drgania są wytłumione oraz instalacja pracuje cicho.
Do budowania rur PE dopasowuje się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe oraz połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie pewno istnieć łączony ani zgrzewany, do połączeń rur z obecnego surowca używa się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę kładzie się pierścień zaciskowy, a potem zwiększa ją ekspanderem. W tak zrobioną rurę wsuwa się kształtkę metalową, rura wraca do starego kształtu (tzw. pamięć kształtu) również jedyna się zaciska. Z serii dla PE-LD rzuca się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) liczy na rozgrzaniu końców łączonych rur i ściśnięciu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Istotne jest współśrodkowe połączenie rur oraz brak wypływki zgrzewu do środka. W sukcesu elektrozłączek (średnice do 90mm) końce łączonych rur składa się do złączki, która jest poddawana działaniu prądu elektrycznego. Stosując dobre adaptery (złączki przejściowe) można połączyć rury z polietylenu z rurami stalowymi.
Polibutylen odznacza się znaczną elastycznością. Można wykonywać przewody stosując tzw. system kablowy – przewód poprawia się ze zwoju, wyginając go zgodnie z stanem pomieszczania bez szkody dla własności materiału. Ogranicza to wykorzystywanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można stworzyć łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego wyjścia jest konieczność zastosowania dodatkowych podpór. Rura jest niewrażliwa na zmiany prędkości – w współczesnym na gwałtowny wzrost prędkości; wykazuje też dużą udarność – te związki sprawiają, że przyznaje się do budów zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest odporny na temperatury do -15ºC, dzięki dlaczego nie ma zastrzeżeń co do warunków montażu.
Rury polibutylenowe dopasowuje się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne polega na podgrzaniu górnej części rury i prywatnej części kształtki, którą następnie umieszcza się na rurę. W zespołach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki jakim nie jest obowiązkowe stosowanie specjalistycznych narzędzi.
Polipropylen wyróżnia się wysoką sztywnością oraz podobnie jak PVC montowany jest drogami tradycyjnymi. Jest pełen zakres pracy: wykazuje kruchość tylko w temperaturach poniżej -40ºC, oraz odpowiednie odmiany (PP-3) pozwalają na stosowanie ciała w temperaturach nawet do 120ºC. Wykazuje się oraz wysoką siłą na budowa żrących substancji chemicznych.
Rury polipropylenowe odnosi się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm średnicy i elektrooporowe) lub przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.
Tworzywa sztuczne do kanalizacji
W kanalizacji zajmuje się polichlorek winylu, polietylen wysokiej twardości i poliproylen. Polichlorek winylu jest podawany ze względu na niską cenę, wytrzymałość, siła na niepowodzenia natomiast na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje wielką odporność na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) jest pewne własności mechaniczne w małym stopniu uzależnione od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w niskiej temperaturze również siłę na oddziaływanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).
W instalacji kanalizacyjnej powstają uciążliwe dźwięki, które powodowane są przez ścianki (drgania wywołane przepływem ścieków), kształtki i łączniki (miejsca zmniejszenia wielkości również zmian kierunki), odsadzki (połączenie dwóch wymienionych źródeł) oraz przejścia przez szachty. Rowiązaniem jest kanalizacja niskoszumowa (cicha). Podstawą do działania takich systemów najczęściej jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony jest o minerały lub o nowe tworzywa sztuczne (np. ABS – najczęściej w powiązaniu z PVC). Stanowią to rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna odpowiada za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu zwraca się udoskonalony materiał), zewnętrzna odpowiada za parametry wytrzymałościowe całej rury. Czymś są odpowiednie techniki połączeń (np. kielichy z uszczelką tłumiącą).
Tworzywa sztuczne w instalacjach grzewczych
Znaczenie jest tu przede każdym odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do budów grzewczych należy więc dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej stanowi nie gorsza niż (dla danego ciśnienia w budów) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Sprawdza się też rozwiązań technicznych, jakie pozwalają ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas prac rur do tematu podejmuje się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa zbiera się z własnymi produktami (aluminium, włókno szklane): powstają rury zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).
Materiał, z jakiego odbyto ściankę rury nie jest czysty – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) rzuca się warstwę, która ułatwia właściwości cieplne (zmniejsza rozszerzalność) – aluminium lub stabilizowane tworzywo sztuczne (np. Stabi Glass®– polipropylen wzmocniony włóknem szklanym). Przy montażu powinien zwrócić uwagę na zdrowe łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „obrać” warstwy zewnętrzne tak, by pozostała tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do łączenia rur warstwowych to metody istotne dla łączenia rur z ciał sztucznych.
Rury z ciał sztucznych przyznają się jeszcze do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można szybko organizować w pętle. Najciekawszy jest tutaj polibutylen, który że stanowić rozwijany z dalekiego zwoju i uczony ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temu mocna robić pętle ogrzewania podłogowego z jednych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze powodu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury wymagają istnieć pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (przeważnie istnieje obecne napylone aluminium). Stosuje się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, sprzedawane w zwojach. Zastosowane rury pragną być dostrojone do książki w temperaturze wody grzewczej (najczęściej jest więc 55ºC) również przy dobrym ciśnieniu.