Aveodecor.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплоизоляционные материалы и конструкции

Овчаренко — Теплоизоляционные материалы и конструкции

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Ю.Л. БОБРОВ, Е.Г. ОВЧАРЕНКО, Б.М. ШОЙХЕТ, Е.Ю. ПЕТУХОВА

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ

Допущено Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу в качестве учебника для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальностям 2902 Строительство и эксплуатация зданий и инженерных сооружений и 2508 Производство тугоплавких и силикатных материалов

Бобров Ю.Л., Овчаренко Е.Г., Шойхет Б.М., Пегухова Е.Ю

Теплоизоляционные материалы и конструкции: Учебник для средних профессионально-технических учебных заведений. —М.: ИНФРА-М, 2003. — 268 с: ил.

В учебнике даны сведения о состоянии производства, классификации, строении, свойствах основных теплоизоляционных материалов и конструкций, а также области их рационального применения. Значительное внимание уделено теплофизическим свойствам эффективных теплоизоляционных материалов, методам их контроля, экологической и технологической безопасности, а также исследованию и прогнозированию долговечности в проектируемых условиях эксплуатации. В особый раздел выделено описание теплоизоляционных конструкций, даны принципы их расчета и проектирования.

В главе, касающейся технологии и оборудования теплоизоляционных работ, описаны основные практические приемы и средства ведения этих работ, а также способы контроля качества тепловой изоляции.

Для средних профессиональных учебных заведений строительного профиля.

© Коллектив авторов, 2003

в учебном пособии изложены основные сведения о свойствах и технологии традиционных и новых теплоизоляционных материалов и конструкций, которые применяются в современном строительстве.

В данном пособии в отличие от ранее изданных впервые комплексно рассмотрены вопросы производства, контроля качества и применения теплоизоляционных материалов и конструкций не только для целей жилищного и промышленного строительства, но также и в конструкциях тепловой изоляции инженерных сетей и промышленного оборудования. В особые разделы выделены описания не только новых теплоизоляционных конструкций и принципы проектирования, но и основы исследования и прогнозирование их долговечности. Кроме того, по методологическим соображениям в учебном пособии рассмотрены данные, которые, с одной стороны, способствуют расширению у студентов теоретического кругозора в областях, на которых базируются основы технологии производства, проектирования и рационального применения теплоизоляционных материалов и конструкций в современном и перспективном строительстве, а с другой стороны, позволят им получить необходимые практические знания.

Авторы выражают свою признательность профессорам, докторам технических наук А.А. Федину и В.В. Ремневуза ценные замечания, сделанные ими при рецензировании рукописи учебного пособия.

Тепловая изоляция в современном строительстве и промышленности играет важную роль. С ее помощью решают вопросы жизнеобеспечения, организации технологических процессов, экономии энергоресурсов. Теплоизоляционные конструкции являются неотъемлемой частью защитных элементов промышленного оборудования, трубопроводов, частей жилых, общественных и промышленных зданий. Благодаря изоляции значительно повышаются надежность, долговечность и эффективность эксплуатации зданий, сооружений и оборудования.

Тепловая изоляция выполняет следующие функции:

• создает комфортные условия для проживания людей в жилых домах;

• снижает тепловые потери в окружающую среду от объектов (здания, сооружения, оборудование, трубопроводы и др.);

• обеспечивает нормальный технологический процесс в аппаратах;

• поддерживает заданные температуры компонентов в технологических процессах;

• создает нормальные температурные условия для обслуживающего персонала;

• уменьшает температурные напряжения в металлических конструкциях, огнеупорной футеровке и т. д.;

• защищает от огня (противопожарная изоляция) строительные конструкции;

• сохраняет заданные температуры в холодильниках и хладопроводящих системах;

• защищает от испарения сжиженные газы и легкие нефтепродукты при их хранении в изотермических резервуарах.

В промышленности теплоизоляцию оборудования и трубопроводов применяют для того, чтобы обеспечить необходимый технологический режим производственного процесса. В жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданиях утеплители обеспечивают заданные параметры микроклимата внутри помещения.

Тепловая изоляция позволяет уменьшить толщину стен зданий, облегчить их массу, уменьшить массу и объем фундаментов, повысить сборность конструкций. Это позволяет при том же объеме строительства сократить затраты, в том числе и энергетические, на производство строительных материалов, на их перевозку и подъем, на возведение зданий.

Если изоляцию выполняют для предотвращения тепловых потерь от изолируемой поверхности в окружающую среду, она называется тепловой. Изоляция, которую устанавливают для предотвращения движения теплоты из окружающей среды к более холодной изолируемой поверхности, называется холодильной.

В связи с широким развитием в промышленности технологических процессов, протекающих в условиях высоких температур и давлений, а также глубокого холода, роль и значение тепловой изоляции непрерывно возрастают.

Теплоизоляционные работы являются завершающими в процессе возведения объектов, и поэтому от быстрого и качественного их выполнения зависят не только сроки сдачи этих объектов в эксплуатацию, но и качество выпускаемой продукции, экономические и технические характеристики объектов, комфортность на рабочих местах, качество условий проживания в возводимых и эксплуатируемых зданиях.

Как за рубежом, так и в нашей стране развитие производства теплоизоляционных работ идет по пути индустриализации с применением современных теплоизоляционных материалов и конструкций, высокомеханизированных инструментов и приспособлений, а также сборных средств подмащивания (лесов, подмостей). В практике теплоизоляционных работ все чаще используются конструкции полной заводской готовности, поставляемые с предприятий в виде готовых комплексных элементов, состоящих из теплоизоляционного и покровного слоев, оснащенных комплектом крепежных деталей. Производство теплоизоляционных работ при этом сводится к установке готовых элементов на изолируемую поверхность.

Индустриализация изоляционных работ, превращение их в поточный процесс сборки с высоким уровнем механизации — важнейшая задача капитального строительства. Решение этой задачи во многом зависит от степени подготовки и квалификации специалистов и рабочих кадров. Рабочий-изолировщик должен уметь выполнять специализированные работы в нормативные сроки и с высоким качеством, рационально использовать материалы, детали и конструкции, оборудование и инструменты, добиваться снижения затрат на производство работ.

Специалисты должны знать основные виды теплоизоляционных материалов, изделий и конструкций; машины, механизмы, инструменты и оборудование, применяемые при теплоизоляционных работах; основы организации и экономики труда; уметь вести монтаж теплоизоляционных конструкций.

Изложению этих и других вопросов, связанных с производством и рациональным применением традиционных и новых теплоизоляционных материалов и конструкций в современном строительстве и промышленности, и посвящено настоящее учебное пособие.

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ И КОНСТРУКЦИЯХ

1.1 Состояние производства теплоизоляционных материалов и конструкций в России и за рубежом

Являясь одной из ведущих держав мира по производству энергии, Россия значительно уступает экономически развитым странам в вопросах рационального использования энергоресурсов. Так, сегодня на выпуск товарной продукции в Западной Европе в среднем расходуется 0,5 кг условного топлива на 1 долл. продукции, в США — 0,8, в России — 1,4 кг . Эффективность использования топливно-энергетических ресурсов в России остается крайне низкой. Если в 1971 году страны Восточной Европы (СССР и его союзники) и Западной Европы (все остальные страны Европы плюс Турция) характеризовались одинаковым количеством энергии, потребляемой надушу населения, то к 90-м годам этот показатель в странах Восточной Европы был уже на 37 % выше. Сложившийся не в пользу России баланс энергопотребления еще более усугубился в 90-е годы. Энергоемкость продукции в связи с переживаемым в стране экономическим кризисом выросла более чем на 40 %.

Велико отставание России по энергосбережению и в коммунальном хозяйстве, где расходуется до 20 % всех энергоресурсов страны, т.е. на единицу жилой площади расходуется в 2—3 раза больше энергии, чем в странах Европы. Так, жилые многоэтажные здания потребляют в России от 350 до 550 кВт-чДм-год), индивидуальные дома коттеджного типа — от 600 до 800 кВт-чДм-год).

Вместе с тем за рубежом, например в Германии, дома усадебного типа потребляют в среднем по стране около 250 кВт-чДм-год), в Швеции — 135 кВт • ч/(м^ • год). Лучшие же зарубежные образцы жилых зданий потребляют от 90 до 120 кВт • ч/(м2 • год).

Анализ опыта различных стран в решении проблемы энергосбережения [50,51,53] показывает, что одним из наиболее эффективных путей ее решения является сокращение потерь тепла через

Ограждающие конструкции зданий, сооружений, промышленного оборудования и тепловых сетей. В этой связи обращает на себя внимание интенсивное развитие в рассматриваемых странах промышленности теплоизоляционных материалов. В некоторых странах, таких, например, как Швеция, Финляндия, Германия, США и др., объем выпуска теплоизоляционных материалов на душу населения в 5—7 раз превышает выпуск утеплителей на одного жителя в России.

Расчеты показывают, что потребность только жилищного сектора строительства в эффективных утеплителях в 2010 году может составить 25—30 млн м3 и должна быть удовлетворена в основном за счет отечественных материалов.

Настоящие установленные (проектные) мощности страны по всем видам теплоизоляционных материалов оцениваются в 17—18 млн М-‘ в год. Объем производства теплоизоляционных материалов в 2002 году составил только около 8 млн м3.

Основным видом применяемых в России утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства и потребления составляет более 65 %. Около 8 % приходится на стекловатные материалы, 20 % — на пенополистирол и другие пенопласты. Доля теплоизоляционных ячеистых бетонов в общем объеме производимых утеплителей не превышает 3 %; вспученного перлита, вермикулита и изделий на их основе — 2—3 % (по вспученному продукту).

Структура объемов выпуска утеплителей в России близка к структуре, сложившейся в передовых странах мира, где волокнистые утеплители также занимают 60—80 % от общего выпуска теплоизоляционных материалов.

Читать еще:  Материалы для кухонной мебели

Распределение объемов выпуска утеплителей по стране характеризуется значительной неравномерностью. Ряд крупных регионов, таких, как Архангельская, Калужская, Костромская, Орловская, Кировская, Астраханская, Пензенская, Курганская и другие области, а также Республика Марий Эл, Чувашская Республика, Калмыкия, Адыгея, Карелия, Бурятия и др., не имеют своего производства эффективных теплоизоляционных материалов. Многие регионы страны производят утеплители в явно недостаточном количестве.

Относительно благополучным является Северо-Западный регион, а наибольшие проблемы с утеплителями собственного производства имеются в Северном, Поволжском, Северокавказском и Западно-Сибирском регионах.

До периода рыночных реформ большая часть объема выпускаемых минераловатных изделий была ориентирована на промышленную теплоизоляцию, а интересы жилищного строительства, особенно индивидуального, оставались на втором плане. В настоящее время номенклатура выпускаемой продукции все больше отвечает условиям жилищного строительства, где наряду с традиционными требованиями появляются требования по прочности, долговечности, водо- и атмосфероустойчивости.

Следует признать, что качество и ограниченная номенклатура отечественных утеплителей, выпускаемых многими предприятиями Российской Федерации, не в полной мере отвечает нуждам жилищного строительства. Это позволяет ведущим фирмам западных стран успешно осваивать рынки России и продавать свою продукцию [49,55].

Объем продаж на российском рынке только фирмы «Роквул» (Дания) достиг в 1990-х годах около 10 млн долларов США в год. А поставки фирмы «Партек» (Финляндия) распространились в этот период до Иркутска.

Часто считают, что импортные утеплители при той же плотности, что и российские, обладают более низким коэффициентом теплопроводности. Об этом говорит простое сравнение показателей теплопроводности утеплителей по нашим ГОСТ и ТУ и показателей данных фирм-импортеров. Между тем разницу в большинстве случаев можно объяснить отличиями в методике определения теплопроводности. Так, например, в России замер производят при 25 °С, а за рубежом — при 10 °С. Такая разница в граничных условиях может дать отличие в результатах до 15 % не в пользу отечественных утеплителей.

Предусмотренное федеральными целевыми программами «Жилище» и «Свой дом» массовое жилищное строительство не может ориентироваться на зарубежные поставки. Потребность этого сектора в эффективных утеплителях ежегодно возрастает и должна быть удовлетворена в основном за счет отечественных производителей.

Расчетами Госстроя РФ, выполненными в рамках федеральных целевых программ «Жилище» и «Свой дом», определена потребность в эффективных теплоизоляционных материалах для строительства. Так, при объеме нового строительства 80 млн м2 жилой площади в год и объеме реконструкции 20 млн м2 понадобится около 18 млн м3 утеплителя.

Следует заметить, что потребность в утеплителях резко возросла после ужесточения нормируемых теплопотерь через ограждающие конструкции зданий, принятых Госстроем РФ в 1995— 1996 годах. Вследствие принятых решений требуемая толщина теплоизоляционного слоя должна увеличиться в 1,5—2 раза на первом этапе и в 3 и более раза — на втором. Общая потребность в утеплителях для всех отраслей хозяйства страны по расчетам Теплопроекта составит к 2010 году до 50—55 млн м3.

Теплоизоляционный материал. Виды и применение. Особенности

Теплоизоляционный материал применяется для утепления различных конструкций. Он имеет свойство низкой теплопередачи, поэтому его использование позволяет повысить термическое сопротивление объектов.

Какие задачи решает теплоизоляционный материал

Теплоизоляция является одним из приоритетных направлений при строительстве, поскольку ее применение позволяет многократно повысить эксплуатационные характеристики зданий. Постройка с достаточным количеством утеплителя гораздо меньше промерзает зимой, что снижает затраты на его отопление. Также она менее склонна к перегреву летом, сохраняя внутри комфортную температуру, что экономит ресурс кондиционерного оборудования.

Наличие теплоизоляции дает возможность избежать резких скачков температуры в помещении. Это очень важно, если внутри помещений применяется чувствительный к этому параметру отделочный материал, к примеру, древесина или отдельные виды пластика, в том числе и ПВХ используемый для производства натяжных потолков. Отсутствие существенных колебаний температуры дает возможность убрать благоприятные условия для образования конденсата. Именно применение теплоизоляции исключает появление сырости и развития плесени. Конечно при условии, что влага не образовывается внутри помещения слишком интенсивно от других факторов или накапливается в результате отсутствия гидроизоляции между фундаментом и фасадными стенами.

Сырость на стенах приводит к отслаиванию отделочных материалов. Как следствие наблюдается срывание обоев, а также тяжелой керамической плитки. Переизбыток влаги от отсутствия достаточной теплоизоляции также приводит к расширению изделий из дерева. Как следствие наблюдается коробление напольного покрытия, деформация дверей, от чего они неплотно входят в дверную коробку, и так далее.

Стоит также отметить, что теплоизоляционные материалы помимо своего прямого предназначения обладают звукоизоляционными свойствами. Конечно, их эффективность не столь высока как у специализированных для этой цели покрытий, но вполне достаточная, чтобы уменьшить передачу громких звуков.

Применяемые теплоизоляционные материалы
Существует довольно широкий ассортимент предлагаемых на рынке материалов, которые могут применяться в качестве удачного утеплителя. Среди них оптимальный баланс между стоимостью и эффективностью имеют:
  • Минеральная вата.
  • Пенопласт.
  • Пенополистирол.
  • Пеноплекс.
  • Вспененный пенополиэтилен.
  • Пенополиуретан.
Минеральная вата

Это дешевый, при этом довольно качественный теплоизоляционный материал, который может применяться для утепления потолков, крыш, полов и стен. Минеральная вата при нажатии сжимается, поэтому при работе с ней необходимо предварительно создать обрешетку, после чего уложить ее между лагами. Сверху нее применяется облицовочный, кровельный или напольный материал. Безусловным преимуществом ваты помимо теплоизоляционных свойств является и звукоостанавливающий эффект. Минеральная вата не горит, поэтому ее использование позволяет повысить пожарную безопасность.

Крупным недостатком минеральной ваты является склонность к слеживанию. Если она используется на потолке или полу, то служит действительно долго, но вот плиты закрепленные на стенах начинают постепенно усаживаться. Как следствие вверху образовываются открытые зазоры, так называемые мостики холода. В связи с этим производители минеральной ваты зачастую рекомендуют ее менять буквально каждые 7 лет, в противном случае теплоизоляция будет постепенно работать все хуже и хуже.

Пенопласт

Это также бюджетный теплоизоляционный материал, который можно использовать в любом утеплении. Стоит отметить, что пенопласт может монтироваться мокрым и сухим способом. Поскольку он склонен к сжатию при давлении, то в случае его использования для теплоизоляции стен лучше всего работать с фасадом. Оштукатуренный пенопласт, армированный стекловолоконной сеткой, вполне справится с нагрузками, которые на него могут оказываться на фасаде. Но вот внутри помещения такая стена долго не прослужит, поскольку на нее постоянно будут опираться, навешивать шкафчики, полки, картины, фотографии и так далее.

Плотность пенопласта довольно низкая, поэтому при проведении теплоизоляции обычно используются листы с толщиной 5-10 см. К неоспоримым достоинствам применения этого материала является возможность обрезки обыкновенным монтажным ножом без необходимости использования пилы. Главным недостатком пенопласта является его склонность к разрушению. При механическом воздействии из него с легкостью выпадают вспененные пузырьки.

Пенополистирол и пеноплекс

Эти два материала практически идентичны по своим свойствам. Их можно сравнить с пенопластом, но имеющим очень плотную структуру. Пенополистирол и пеноплекс можно использовать для мокрого утепления пола. Их листы раскладываются, после чего сверху заливается бетонная стяжка. Эти материалы легко режутся с помощью монтажного ножа, ручной ножовки, электрического лобзика или циркулярной пилы.

Пенополистирол и пеноплекс лучше пенопласта благодаря более высокой плотности, поэтому они менее склонны к разрушению при механическом воздействии. Кроме того они эффективнее останавливают теплообмен, поэтому такой теплоизоляционный материал может применяться с использованием листов меньшей толщины. Работая с пеноплексом нужно учитывать, что он имеет очень низкую адгезию. В связи с этим, если его применять для утепления стен, то сделать дальнейшую штукатурку будет сложно. Чтобы повысить адгезию листов их придется обработать грунтовкой бетоноконтакт. Штукатурные работы придется проводить с применением стекловолоконной сетки по всему периметру, а не только по линиям стыков.

Данные материалы обладают низкой огнестойкостью, а также при возгорании выделяют токсические продукты сгорания. Они требуют аккуратного обращения при работе, поскольку весьма хрупки.

Вспененный пенополиэтилен

Это современный материал, который представляет собой пористую структуру из полиэтилена. Зачастую одна его сторона покрыта алюминиевой фольгой. Часто он используется в качестве подложки при укладывании напольных покрытий, в частности ламината и линолеума. Этот материал имеет малую толщину при действительно отличных теплоизолирующих свойствах. Его эффективности в 20 раз выше, чем у минеральной ваты. Таким образом, при толщине в 1 см он будет обладать такими же свойствами как 20 см ваты.

Неоспоримым достоинством вспененного пенополиэтилена является хорошая пароизоляция. Такой материал раскладывается по поверхности, а его стыки склеиваются специальным армированным скотчем с отражающей поверхностью. Вспененный пенополиэтилен может использоваться для проведения любых теплоизоляционных работ, а также наматываться на трубы для их утепления.

Пенополиуретан

Этот теплоизоляционный материал в отличие от предыдущих видов предлагается не в виде рулонов или плит, а в жидком состоянии. Он выдувается на поверхность, после чего быстро увеличивается в объеме и застывает. Благодаря этим свойствам его можно наносить на любые поверхности даже в труднодоступные места. Полиуретановый утеплитель обычно распыляется между лагами пола, крыши и так далее. После этого сверху закрепляются отделочные материалы.

Пенополиуретан имеет огромный ресурс, обладает шумоизоляционными свойствами и высокой адгезией к любым поверхностям. Бесстыковая технология нанесения предотвращает образование мостиков холода. Такое решение при точном соблюдении технологии монтажа можно назвать самым эффективным. К сожалению, для работы с пенополиуретаном требуется применение специализированного оборудования, стоимость которого очень высока. Как следствие работать самостоятельно с ним не удастся. Потребуется обращаться в компании, предоставляющие подобные услуги теплоизоляции.

Читать еще:  Материалы для парников и теплиц
Где применяется теплоизоляция
Теплоизоляционный материал используется для обеспечения утепление различных поверхностей:
  • Стен.
  • Кровли.
  • Подвала и пола.
  • Потолка.
Утепление стен

Довольно часто применяемые материалы для строительства стен имеют недостаток в виде склонности к промерзанию зимой, а также передачи нагрева внутрь помещения летом. Для устранения данной проблемы применяется теплоизоляция. Она может проводиться как внутри помещения, так и снаружи. Естественно, намного эффективней делать ее на фасадной стене. Большинство материалов обычно имеют толщину как минимум в 4-5 см, поэтому закрепляя их на внутренней стене, помещение будет уменьшаться. Вопрос утепление стен весьма важен, поскольку именно через них происходит потеря до 40% тепла уходящего из здания.

На стенах утеплительный материал может фиксироваться мокрым или сухим способом. Мокрый предусматривает приклеивание с применением специализированных растворов в виде клеев или цементных смесей. Сухой способ еще называют вентилируемый. На поверхность стены монтируется обрешетка, а теплоизоляционный материал укладывается между ней, после чего осуществляется облицовка закрывающими материалами. Внутри помещение применяется гипсокартон, а на фасадах металлопрофиль и так далее.

Утепление кровли

Через кровлю может улетучиваться до 20% тепла. Утепление особенно важно при устройстве мансардной крыши, когда подкровельное пространство используется в качестве эксплуатируемого помещения. Применив теплоизоляционный материал на кровле, можно уменьшить перегрев здания летом. Это особенно актуально, если в качестве кровельного материала применяются металлические листы в виде профлиста, металлочерепицы и так далее. При устройстве крыш утеплитель фиксируется между лагами.

Утепление подвала и пола

Это в первую очередь актуально для одноэтажных построек, а также помещений на первых этажах многоярусных домов. Применяемые в этом случае теплоизоляционные материалы укладываются между бетонной стяжкой и облицовочным напольным покрытием. Отдельные виды теплоизоляционных решений могут применяться перед заливкой стяжки. Если осуществляется укладка напольной доски по лагам, то утеплитель распространяется между ними.

Утепление потолков

В одноэтажных зданиях, а также на последних этажах многоэтажных построек осуществляется теплоизоляция потолков. В большинстве случаев ее проще проводить на чердаке, используя такой же способ, как применяется при утеплении пола. Таким образом удастся сэкономить на материалах и обойтись более простой технологией. Также, когда нужно работать именно с потолком, то закреплять теплоизоляционный материал можно мокрым способом или зафиксировать его на обрешетке, в дальнейшем скрыв навесным или натяжным потолком.

В отдельных случаях проводить теплоизоляцию именно потолка, а не пола чердака, даже лучше, особенно если высота помещения чрезмерно большая. Уложенный теплоизоляционный материал позволит забрать немного высоты потолков, тем самым уменьшив фактический объем помещения для отопления.

Теплоизоляционные материалы и конструкции

Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность.

Применение теплоизоляционных материалов в строительстве позволяет снизить массу конструкций, уменьшить потребление конструкционных строительных материалов (бетон, кирпич, древесина и др.). Теплоизоляционные материалы существенно улучшают комфорт в жилых помещениях. Важнейшей целью теплоизоляции строительных конструкций является сокращение расхода энергии на отопление здания.

Основной путь снижения энергозатрат на отопление зданий лежит в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью теплоизоляционных материалов (ТИМ). С 2000 года нормативные требования по расчётному сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций в России увеличены в среднем в 3,5 раза и практически сравнялись с аналогичными нормативами в Финляндии, Швеции, Норвегии, Северной Канаде, других северных странах. Соответственно выросло значение (ТИМ).

Основные технические характеристики

Свойства теплоизоляционных материалов применительно к строительству характеризуются следующими основными параметрами.

Важнейшей технической характеристикой ТИМ является теплопроводность — способность материала передавать теплоту сквозь свою толщу, так как именно от нее напрямую зависит термическое сопротивление ограждающей конструкции. Количественно определяется коэффициентом теплопроводности λ, выражающим количество тепла, проходящее через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м 2 при разности температур на противолежащих поверхностях 1°С за 1 ч. Коэффициент теплопроводности в справочной и нормативной документации имеет размерность Вт/(м·°С).

На величину теплопроводности теплоизоляционных материалов оказывают влияние плотность материала, вид, размеры и расположение пор (пустот) и т.д. Сильное влияние на теплопроводность оказывает также температура материала и, особенно, его влажность.

Методики измерения теплопроводности в различных странах значительно отличаются друг от друга, поэтому при сравнении теплопроводностей различных материалов необходимо указывать, при каких условиях проводились измерения.

Плотность — отношение массы сухого материала к его объему, определенному при заданной нагрузке (кг/м 3 ).

Прочность на сжатие — это величина нагрузки (КПа), вызывающей изменение толщины изделия на 10%.

Сжимаемость — способность материала изменять толщину под действием заданного давления. Сжимаемость характеризуется относительной деформацией материала под действием нагрузки 2 КПа.

Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в порах (пустотах) влагу при непосредственном контакте с водой. Водопоглощение теплоизоляционных материалов характеризуется количеством воды, которое впитывает сухой материал при выдерживании в воде, отнесенным к массе или объему сухого материала.

Для снижения водопоглощения ведущие производители теплоизоляционных материалов вводят в них гидрофобизирующие добавки.

Сорбционная влажность — равновесная гигроскопическая влажность материала при определенных условиях в течение заданного времени. С повышением влажности теплоизоляционных материалов повышается их теплопроводность.

Морозостойкость — способность материала в насыщенном влагой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения. От этого показателя существенно зависит долговечность всей конструкции, однако, данные по морозостойкости не приводятся в ГОСТ или ТУ.

Паропроницаемость — способность материала обеспечивать диффузионный перенос водяного пара.

Диффузия пара характеризуется сопротивлением паропроницаемости (кг/м 2 ·ч· Па). Паропроницаемость ТИМ во многом определяет влагоперенос через ограждающую конструкцию в целом. В свою очередь последний является одним из наиболее существенных факторов, влияющих на термическое сопротивление ограждающей конструкции.

Во избежание накопления влаги в многослойной ограждающей конструкции и связанного с этим падения термического сопротивления паропроницаемость слоёв должна расти в направлении от тёплой стороны ограждения к холодной.

Воздухопроницаемость. Теплоизолирующие свойства тем выше, чем ниже воздухопроницаемость ТИМ. Мягкие изоляционные материалы настолько хорошо пропускают воздух, что движение воздуха приходится предотвращать путем применения специальной ветрозащиты. Жесткие изделия, в свою очередь, обладают хорошей воздухонепроницаемостью и не нуждаются в каких-либо специальных мерах. Они сами могут применяться в качестве ветрозащиты.

При устройстве теплоизоляции наружных стен и других вертикальных конструкций, подвергающихся напору ветра, следует помнить, что при скорости ветра 1 м/с и выше целесообразно оценить необходимость ветрозащиты.

Огнестойкость — способность материала выдерживать воздействие высоких температур без воспламенения, нарушения структуры, прочности и других его свойств.

По группе горючести теплоизоляционные материалы подразделяют на горючие и негорючие. Это является одним из важнейших критериев выбора теплоизоляционного материала.

Общие принципы устройства теплоизоляции

1. Теплоизоляция строительных конструкций должна быть запроектирована так, чтобы выполнять возложенные на нее функции в течение всего жизненного цикла конструкции.

2. В проекте должны быть описаны способы укладки и защиты теплоизоляционных материалов для обеспечения заданной теплопроводности. Изоляционный материал должен заполнять весь предусмотренный проектом объем и выдерживать нагрузки, возникающие как при укладке, так и в процессе эксплуатации. При необходимости проект должен содержать описание способов заполнения стыковочных швов.

3. Слой теплоизоляционного материала с подветренной стороны здания необходимо защищать от ветра. Ветрозащитный слой должен покрывать весь изоляционный материал и быть настолько плотным, чтобы препятствовать проникновению в строительные конструкции или сквозь них воздушных потоков, существенно снижающих изоляционные свойства материала. Особое внимание следует обратить на места соединения наружных стен и стен фундамента, наружных стен и чердачных перекрытий, на углы наружных стен и коробки проемов.

4. Если в многослойной ограждающей конструкции паропроницаемость слоёв уменьшается по мере движения от тёплой стороны к холодной, существует опасность накопления внутри конструкции конденсирующейся влаги. Для минимизации этого эффекта на теплой стороне ограждения устраивают специальный пароизоляцонный барьер, паропроницаемость которого не менее чем в несколько раз выше, чем у наружных слоёв. Швы и соединения пароизоляционного барьера должны быть загерметизированы.

5. Ограждающая конструкция должна быть спроектирована так, чтобы создать как можно более благоприятные условия для свободного выхода за её пределы паров неизбежно проникающей в неё влаги. При необходимости защиты теплоизоляционных материалов от ветра или атмосферной влаги целесообразно использовать специальные «дышащие» мембраны, прозрачные для выхода водяных паров.

6. Исследования показали, что многие негативные явления, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях (плесень, гниль, формальдегид, радон и др.), как правило, связаны с сыростью. Залог надёжной работы ограждающей конструкции — учёт на стадии проектировании всего комплекса вопросов тепломассопереноса.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ
Факторович Л.М.
1957 г.

Книга содержит описание требований, предъявляемых к теплоизоляционным материалам и конструкциям, а также описание производства теплоизоляционных и вспомогательных материалов и конструкций тепловой изоляции с приложением типовых чертежей.
В книге рассматривается выбор конструкций тепловой изоляции, применяемых в нефтяной, энергетической, судостроительной, строительной и в других отраслях промышленности и прилагаются соответствующие расчетные таблицы. В ней отражены научные работы и практический опыт теплоизоляционной промышленности последних лет, а также состояние теплоизоляционной техники в зарубежных странах.
Книга предназначена для инженеров и техников, работающих в области проектирования, монтажа и эксплуатации тепловой изоляции, а также для студентов вузов и техникумов.

Читать еще:  Отделка лоджий материалы

ПРЕДИСЛОВИЕ
Директивы XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану и решения июльского пленума ЦК КПСС 1955 г. направлены на развитие технического прогресса во всем народном хозяйстве, на широкое внедрение индустриальных методов, улучшение качества и снижение стоимости строительства. Эти решения поставили перед строительной индустрией большие и ответственные задачи, которые в полной мере относятся и к теплоизоляционной промышленности.
Ввиду универсального значения тепловой изоляции в народном хозяйстве, особую важность приобретает подготовка квалифицированных специалистов и издание технической литературы по этому вопросу. В связи с этим издание книги Л. М. Факторовича, в которой суммирован его двадцатипятилетний опыт по производству, монтажу и проектированию тепловой изоляции, является в высшей степени своевременным и полезным.
В книге, кроме общих положений, широко освещаются все основные вопросы, связанные с производством теплоизоляционных материалов и конструкций и их применением в различных областях промышленности, и приводится большой графический и табличный справочный материал. Особенно ценным в книге является то, что она включает вопросы применения тепловой изоляции не только в области нефтяной и газотопливной промышленности, но и в других областях, как, например, судостроительной промышленности и в энергетических системах.
Книга написана с глубоким знанием теории и практики тепловой изоляции и в полной мере отражает передовой производственный опыт и современные достижения отечественной и зарубежной науки и техники по этим вопросам.
Глава VII составлена Г. М. Кондратьевым.
Авторы будут признательны всем читателям, которые сообщат свои замечания по книге, направленные к ее улучшению.
Лауреат Сталинской премии, доктор технических наук профессор Г. М. Кондратьев

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в промышленности широко применяются теплоносители высоких параметров, а также используются низкие температуры (до —200° С). В связи с этим вопрос о снижении потерь тепла приобретает исключительно важное практическое значение.
Серьезным фактором не только экономии топлива, но и интенсификации технологических процессов, является тепловая изоляция. В промышленности она дает возможность:
1) экономить топливо и уменьшать потери тепла и холода;
2) поддерживать требуемую температуру технологического процесса;
3) интенсифицировать технологический процесс;
4) создавать нормальные санитарно-гигиенические в безопасные условия труда;
5) снижать температурные напряжения в металлических конструкциях и аппаратах;
6) уменьшать количество испаряющихся легких нефтепродуктов при их транспортировке;
7) устранять возможность отпотевания поверхностей с теплоносителем, температура которого ниже точки росы;
снижать стоимость строительства, расход материалов и рабочей силы. На теплоэлектростанциях с каждого погонного метра неизолированного
трубопровода диаметром 216 мм при температуре теплоносителя 300° С теряется в год в переводе на условное топливо 6,1 т. Если этот трубопровод изолировать, то потеря в переводе на условное топливо составит лишь 0,6 т.
Изоляция поверхностей на теплоэлектростанциях в среднем дает экономию свыше 2 т условного топлива в год на каждый квадратный метр.
В тепловых сетях при хорошем состоянии изоляции потери тепла составляют 6—8%, при низком качестве изоляции они достигают 15%, а при разрушенной — от 30 до 50% от полезного отпускаемого тепла. При современном уровне развития теплофикации 1% теплопотерь в переводе на условное топливо составляет свыше 100 000 т в год.
Если на горячую поверхность нанести 1 m теплоизоляционного материала, то при этом сохранится тепла в переводе на условное топливо от 30 до 200 m в год.
Применение изоляции в промышленных печах дает еще больший эффект.
В мартеновских печах тепловые потери составляют до 70%, из которых 40% вызваны отсутствием изоляции. Качественная изоляция не только снижает удельный расход топлива, но и увеличивает количество плавок и съем стали с 1 л2 пода. В переводе на условное топливо экономия составляет 14% с одной печи.

При установке изоляции в стекловаренных, методических, цементных и других печах экономия составляет до 9% с каждой печи. Наряду с экономией топлива теплоизоляция промышленных печей увеличивает срок службы огнеупоров.
Особенно большие потери тепла имеют место на транспорте. Каждый неизолированный паровоз теряет в сутки около 440 кг условного топлива, при наличии изоляции потери тепла снижаются в четыре раза.
При строительстве холодильников стоимость теплоизоляции составляет около 30% стоимости строительства холодильника, при этом на 1 т емкости холодильника расходуется до 0,6 м3 изоляционных материалов.
Применение тепловой изоляции в промышленном и жилищном строительствах облегчает строительную конструкцию, уменьшает нагрузку на фундаменты, уменьшает толщину строительных ограждений, увеличивает полезную площадь помещений, снижает звукопроводность, увеличивает огнестойкость строительных конструкций, создает лучший санитарно-гигиенический режим и сокращает срок строительства. Из всего вышеизложенного совершенно очевидна необходимость внедрения в промышленность и строительство высокоэффективных теплоизоляционных материалов и прогрессивных конструкций изоляции.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр^
Предисловие . 3
Введение . 5

Глава I. Свойства теплоизоляционных материалов . 7
§ 1. Удельный вес . —
§ 2. Объемный вес . —
§ 3. Пористость . —
§ 4. Влажность . _J. 8
§ 5. Водопоглощение и гигроскопичность . 9
| 6. Паро- и газопроницаемость . 10
§ 7. Теплопроводность . —
§ 8. Температуропроводность . 12
§ 9. Удельная теплоемкость . 13
§ 10. Влагопроводность . —
§ 11. Расширение и усадка . 14
§ 12. Огнеупорность и огнестойкость . 15
§ 13. Механическая прочность . 16
§ 14. Пластичность . 17
§ 15. Связующая способность . —
§ 16. Химическая стойкость . —
§ 17. Биостойкость . 18

Глава II. Теплоизоляционные материалы. 19
§ 1. Требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам . —.
§ 2. Неорганические теплоизоляционные материалы . 20
§ 3. Органические теплоизоляционные материалы . 106

Глава III. Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы . 129

Глава IV. Вспомогательные материалы и сырье для теплоизоляции. 138
§ 1. Защитные материалы . —
§ 2. Армирующие материалы . 148
§ 3. Крепежные материалы . 155
4. Клеевые материалы . 157
§ 5. Окрасочные материалы . 163
§ 6. Сырье . 172

Глава V. Конструкции тепловой изоляции . 182
§ 1. Требования, предъявляемые к теплоизоляционным конструкциям . —
§ 2. Классификация конструкций тепловой изоляции. —
§ 3. Мастичные конструкции тепловой изоляции . 183
§ 4. Формованные конструкции тепловой изоляции. 188
§ 5. Альфолевые конструкции тепловой изоляции . 210
§ 6. Засыпные конструкции тепловой изоляции . 222
§ 7. Обволакивающие конструкции тепловой изоляции . 229
§ 8. Сборно-блочные конструкции тепловой изоляции . 241
§ 9. Специальные конструкции тепловой изоляции . 245.
§ 10. Детали и крепления конструкций тепловой изоляции . 271.

Глава VI. Применение тепловой изоляции . 276
§ 1. Тепловая изоляция в энергетических системах и промышленности —.
§ 2. Тепловая изоляция теплофикационных сетей . 286
§ 3. Тепловая изоляция машинно-котельных установок, систем, корпуса
кораблей и рефрижераторов . 292
§ 4. Тепловая изоляция холодильников И строительных ограждений . 310
§ 5. Тепловая изоляция транспортных установок. 328
§ 6. Тепловая изоляция промышленных печей . 332
§ 7. Тепловая изоляция специальных объектов . 345

Глава VII. Краткие сведения о теплоизоляции в зарубежных странах . 351

Приложения . 367
1. Коэффициенты теплопроводности, объемные веса и температуры применения теплоизоляционных и огнеупорных материалов . . . 369
2. Коэффициенты теплопроводности, объемные веса, температуры применения и пределы прочности конструкций тепловой изоляции . 376,
3. Коэффициенты паропроницаемости и воздухопроницаемости материалов . 381
4. Алфавитный указатель ГОСТ, ОСТ и ТУ на материалы . 382
5. Коэффициенты теплопроводности основного теплоизоляционного слоя конструкций изоляции (без штукатурки) в зависимости от средней температуры . 386,
6. Толщина конструкций изоляции плоских и криволинейных поверхностей. 391
7. Толщина конструкций изоляции трубопроводов . 393
A. Сегменты из совелитовых плит . —
Б. Совелитовые скорлупы . 40Q
B. Минеральная вата . 402
Г. Минеральный войлок . 404
Д. Минераловатные маты (монтажные) . 405
Е. Диатомовые скорлупы и сегменты . 407
V Ж. Совелит . 408
vj 3. Пенобетонные скорлупы и сегменты . 411
У И. Асбозурит. 415
^^ К. Формованные изделия «ФОБ» . 416
,^j 8. Толщина конструкций изоляции арматуры и фланцев. 426
*Ч 9. Эквивалентные коэффициенты теплопроводности конструкций изо-
» •, ляции судовых объектов в зависимости от средней температуры . . 427
V. 10. Вес конструкции изоляции трубопроводов . 429
A. Альфоль гофрированный с металлическим кожухом . — Б. Альфоль гофрированный со штукатуркой ньговелем . —
B. Иьювель формованный . 430
Г. Совелит формованный. 431
Д. Асбомагнезиальный шнур. 432
Е. Асбестовая ткань . , . . —
11. Площадь конструкции изоляции арматуры (1 шт.) . 433
12. Площадь конструкции изоляции трубопроводов (1 пог. м) . . . 434
13. Объем конструкций изоляции трубопроводов (1 пог. м.) ■ . 436
14. Площадь конструкций изоляции фланцевых соединенгй (1 шт.) . 438
15. Объем конструкций изоляции арматуры (1 шт.) . ‘. 439
16. Объем конструкций изоляции фланцевых соединений (1 шт.) . 440
17. Потери тепла изолированными объектами. 441
18. Потери тепла неизолированными объектами. вкл.
19. Зависимость коэффициента теплопроводности материалов от объем-
ного веса . 445
20. Зависимость коэффициента теплопроводности теплоизоляцион-
ных огнеупорных материалов от температуры . 446
Предметный указатель . 447

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector