книги из ГПНТБ / Нестеров Ю.Ф. Теория и расчет судовой тепловой изоляции

конструкций состоит в том, что у них поверхность изоляционного материала во всех случаях не имеет выступов. В рефрижераторных трюмах нормальная изоляция наиболее распространена (рис. 10). Так изолируют борта, палубы (снизу), переборки (со стороны стоек) и прочие стенки, подкрепленные обычным набором.

Обычно отличительной особенностью конструкций третьего класса являются выступы на зашивке. Однако в жилых помещениях изоля­ ционный слой почти всегда обходит набор, а зашивка часто перекры­

5)5

Рис. 9. Изоляция гладких поверхностей: а — с воздушной про­ слойкой, расположенной со стороны стальной обшивки корпуса судна; б — с параллельным расположением обрешетника; в — с клеточным расположением обрешетника

шивкой образуется воздушная прослойка. В таких случаях зашивка изоляции, обходящей набор, имеет гладкую поверхность.

В рефрижераторных трюмах обходные конструкции применяют лишь для изолирования высокого рамного набора, сильно выступаю­ щего за полки обычного набора (см. рис. 8), т. е. для изолирования карлингсов, стрингеров, рамных шпангоутов, бимсов, стоек перебо­ рок и других высоких элементов набора. При большом расстоянии между рамным набором (не менее 3—4 шпаций) обходная изоляция увеличивает полезную вместимость трюма, так как образующиеся при этом ниши между выступами можно использовать для укладыва­ ния груза или для размещения охлаждающих батарей.

Однако обходная изоляция сложнее нормальной. Поэтому когда карлингсы или стрингеры лишь незначительно возвышаются над бим-

фективного использования его, а также уменьшения веса изоляцион­ ной конструкции в жилых помещениях обходят каждый шпангоут или бимс в отдельности (см. рис. 12, 80, а. 82, а — 85, а).

Классификация по содержанию и расположению воздушной прослойки. По содержанию и расположению воздушной прослойки различают следующие изоляционные конструкции:

без воздушных прослоек (см. рис. 8, 9, б, в, 10, 11, 80, а, 82, а); с воздушными прослойками, расположенными со стороны наруж­

ной стальной обшивки корпуса судна (см. рис. 9, а, 12 и 13);

Рис. 11. Изоляция, перекрывающая набор рефрижераторного трюма, с боковыми брусками обрешетника и сухарями.

300мм

своздушными прослойками, расположенными со стороны вну­ тренней зашивки изоляции (см. рис. 83, а — 85, а).

шивки, уменьшает полезный объем судового помещения. Кроме того, прослойка способствует продуванию воздуха через изоляцию, диф­ фузии водяного пара и, следовательно, увлажнению материала. Коэффициент теплопередачи при воздушной прослойке значительной толщины почти не уменьшается, так как в прослойке возникают кон­ вективные токи и потому она является плохой тепловой изоляцией. Поэтому Правила Морского и Речного Регистров требуют оставлять воздушную прослойку лишь при изолировании второго дна или пере­ борок, отделяющих топливные цистерны от рефрижераторных трюмов

(см. рис. 9, а). Прослойку предусматривают для того, чтобы изоляция не пропитывалась нефтепродуктом, просачивающимся через неплот­ ности швов настила второго дна. Она обеспечивает свободный сток нефтепродукта в льяла (откуда его можно откачать осушительным насосом). Толщина воздушной прослойки составляет 50—60 мм. Изоляцию второго дна, имеющую воздушную прослойку, необхо­ димо герметизировать не только со стороны трюма, но и со стороны прослойки, так как в нее проникает влажный воздух из льял. Со

Рис. 12. Изоляция с металлическим обрешетником и зашивкой, обходящая набор жилого помещения, выполненная из алюминиевой фольги и содержащая воздушную прослойку, расположенную со стороны стальной обшивки корпуса судна.

В настоящее время вместо воздушной прослойки разрешено уста­ навливать специальные прокладки толщиной не менее 12 мм из не­ сгораемых и нефтестойких материалов, не выделяющих запахов (например, из пеностекла).

Воздушные прослойки со стороны наружной стальной обшивки необходимо предусматривать только при изолировании отапливае­ мого помещения алюминиевой фольгой (рис. 12). Этот материал допу­ скает скопление конденсата между отдельными слоями, поэтому в жилых помещениях фольгой можно изолировать только вертикаль­ ные поверхности, так как с горизонтальных поверхностей (с подволо­ ков) через неплотности в зашивке конденсат может протекать в поме­ щение. Таким образом, в этом случае воздушная прослойка предна­ значена для стока конденсата, который выпадает на холодной об-

шивке корпуса судна, обладающей наименьшей температурой. Кроме того, воздушная прослойка предохраняет фольгу от коррозии, так как в местах контакта фольги с корпусом возникают гальванические пары. Для создания воздушной прослойки фольгу удерживают при­ близительно на расстоянии 30 мм от обшивки корпуса растяжками из поливинилхлоридной (или стальной оцинкованной) проволоки. Проволочные растяжки прикрепляют к обрешетнику или к крючкам, привариваемым к набору (см. рис. 12).

Воздушная прослойка со стороны стальной обшивки корпуса судна образуется также при выносной изоляции, полностью устанав-

ливаемой поверх металлического набора (рис. 13). Выносные изоля­ ционные конструкции можно применять лишь в жилых и служебных помещениях и только на вертикальных поверхностях. Такую изоля­ цию в основном монтируют из щитов или панелей. Толщина изоля­ ционного слоя, наносимого на щиты, обычно составляет 30—40 мм. Во избежание конструктивных затруднений и увеличения стоимости работ щитовую изоляцию применяют лишь для плоских или слабо­ изогнутых поверхностей. Для выносной изоляции жилых помещений употребляют только плиточные материалы. В щитах гидрозащитное покрытие плит устанавливают только со стороны воздушной про­ слойки. Стыки между щитами должны быть плотными.

Выносная изоляция менее подвержена увлажнению, так как она одновременно с увлажнением со стороны отапливаемого помещения отдает влагу в воздушную прослойку. Для осушения выносной изо­ ляции в летний период воздушную прослойку вентилируют через открытые форточки в комингсах. Зимой форточки плотно закрывают.

В жилых и общественных помещениях наибольшее распростра­ нение получили конструкции с воздушными прослойками, располо­ женными со стороны зашивки изоляции (см. рис. 83, а — 85, а). Та-

кие прослойки неизбежно образуются тогда, когда изоляционный слой обходит набор, а зашивка перекрывает его. Зашивку делают плоской (без выступов) для упрощения изготовления ее, а также из эстети­ ческих соображений. Указанные прослойки практически не умень­ шают полезного объема судового помещения, так как впадины между изолированными шпангоутами или бимсами все равно не могут быть использованы из-за незначительного расстояния между ними.

к,а, 2

Рис. 14. Противопожарная конструкция палубы типа А-60 с двусторонней изоляцией,

Классификация по роду теплоизоляционного материала. Разли­ чают конструкции, выполненные из следующих материалов (см. § 13):

плиточных или напыляемых и заливаемых (см. рис. 8, 13, 80, а, 82, а—84, а);

волокнистых (см. рис. 85, а); гофрированной алюминиевой фольги (см. рис. 12).

Рефрижераторные трюмы и камеры обычно изолируют наиболее дешевыми волокнистыми материалами.

При изолировании горизонтальных поверхностей в жилых поме­ щениях и любых поверхностей в рефрижераторных трюмах тепло­ изоляционный материал любого рода устанавливают вплотную к изо­ лируемой поверхности (без воздушной прослойки).

В рефрижераторных трюмах алюминиевую фольгу можно приме­ нять для изолирования как вертикальных, так и горизонтальных поверхностей. Изоляцию из фольги рассчитывают обычным путем. Однако вследствие конструктивных особенностей этой изоляции тол­ щина ее не должна составлять менее 50 мм (пять-шесть слоев), даже если по расчету получается и меньшее значение толщины. Кроме того, дополнительно ставят один-два слоя фольги на случай ее частичного разрушения от коррозии. В нормальных изоляционных конструкциях

приблизительно 40—50% листов фольги (от общего количества) уста­

Все изоляционные материалы, кроме плиточных и напыляемых, требуют зашивки. Не зашивать можно только такие плиточные или напыляемые материалы, которые способны воспринимать без повреж­ дений случайные незначительные удары.

Изоляцию без зашивки устанавливают непосредственно на изоли­ руемую поверхность (рис. 80, а и 82, а). Достоинствами ее являются небольшой вес и более низкий коэффициент теплопередачи (из-за отсутствия обрешетника). Однако выступы на внутренней поверхно­ сти стенки делают такую изоляцию малопригодной для многих судо­ вых помещений. Изоляцию без зашивки наиболее часто применяют

к которым предъявляются высокие эстетические требования, устана­ вливают изоляцию с зашивкой, хотя она и увеличивает трудоемкость изолировочных работ. Зашивка предохраняет теплоизоляционный материал от механических повреждений. Обрешетник служит для опоры и крепления зашивки.

Обрешетник увеличивает тепловые потери через изоляционную конструкцию, так как он играет роль теплового мостика между метал­ лическим набором и зашивкой. Коэффициент теплопроводности де­ рева А,д значительно меньше коэффициента теплопроводности стали Хс (приблизительно в 300 раз). Вследствие этого при деревянном обрешетнике коэффициент теплопередачи k будет несколько меньше, чем при металлическом. Кроме того, крепление зашивки к деревянному обрешетнику является менее трудоемкой операцией, чем к металли­ ческому. Поэтому в рефрижераторных трюмах применяют деревян­ ный обрешетник.

В случае установки деревянного обрешетника зашивка может быть любой — неметаллической, металлической и смешанной.

При установке металлического обрешетника используют только металлическую зашивку. Металлические обрешетник и зашивку применяют при изолировании горячих поверхностей и противопо­ жарных конструкций, а также помещений, опасных в пожарном отно­ шении. Древесину употребляют при температурах, не превосходящих 60° С.

В санитарно-бытовых помещениях с повышенной относительной влажностью воздуха (прачечных, душевых и пр.) вместо деревянного обрешетника, подверженного загниванию, также обычно устанавли­ вают металлический обрешетник. Изоляцию влажных помещений

следует зашивать коррозионно-стойкими материалами. Для этой цели используют листы из алюминиево-магниевых сплавов с герметизиро­ ванными стыковыми швами или трудносгораемый слоистый пластик.

Помещения продовольственно-пищевого назначения (камбуз, про­ визионная, буфетная и пр.) в большинстве случаев также имеют ме­ таллическую зашивку (против грызунов). На крупных судах зашивку в этих помещениях и в санитарно-бытовых обычно облицовывают керамическими плитками; на других судах плитками покрывают только палубы и плинтусы.

Обрешетник. Деревянный обрешетник изготовляют из сосновых или еловых брусков, объемная влажность которых не превосходит 12—15%.

При изолировании гладких поверхностей деревянные бруски обрешетника располагают параллельно друг другу и крепят неоцинкованными шпильками, привариваемыми непосредственно к обшивке корпуса. Иногда бруски прикрепляют болтами к коротким планкам (длиной 60—80 мм), которые предварительно приваривают к обшивке (см. рис. 9, б). В рефрижераторных трюмах шаг между шпильками или планками обычно составляет 1—2 м. Обрешетник днищ и палуб, как правило, не должен прорезать всю толщу изоляции.

Во всех случаях бруски или сухари со стороны опорной поверх­ ности, на которую укладывают зашивку, должны иметь зенковку для утапливания гаек (см. рис. 8 и 83, а). Утопленные гайки и концы приварных шпилек изолируют или зашпаклевывают измельченными отходами плиточных материалов на клею.

Размеры брусков обрешетника зависят от расстояния между ними и эксплуатационных условий. В рефрижераторных трюмах ширина брусков, укладываемых на днище и палубы, и толщина зашивки зави­ сят от расстояния между брусками и от удельных нагрузок на за­ шивку, создаваемых перевозимым грузом. Ширина брусков с (см. рис. 9) колеблется от 50 до 80 мм.

Для уменьшения коэффициента теплопередачи во всех случаях брускам желательно придавать наименьшую ширину. Однако для того чтобы брусок не трескался при заколачивании в него вслепую через зашивку гвоздей, он должен иметь ширину не менее 40 мм. Обычно в изоляционных конструкциях бортов, переборок и подволо­ ков ширина бруска с составляет 50—60 мм для рефрижераторных трюмов (рис. 10) и 40 мм для жилых помещений.

При изолировании гладких поверхностей второго дна и палуб шаг брусков обрешетника s = 500—1000 мм (см. рис. 9). Чтобы из­ бежать излишней резки плит, расстояние между брусками s—с можно брать равным ширине изоляционной плиты плюс необходимый до­ пуск (5 мм) на неточность размеров плит и толщину клеевых швов. Стальной настил второго дна и палуб имеет достаточную толщину и поэтому может передавать усилия на флоры или бимсы даже тогда, когда бруски обрешетника лежат в промежутке между ними.

У изоляции гладкой стороны переборок ширина брусков может быть меньше, а расстояние между ними (s—с) больше, чем у изоляции второго дна и палуб.

В нормальных и обходных конструкциях рефрижераторных трю­ мов бруски обрешетника устанавливают параллельно или перпенди­ кулярно к набору. Их крепят к набору непосредственно или через деревянные сухари (см. рис. 8, 10, г и е, 11) приварными шпиль­ ками (шаг которых равен одной-двум шпациям—приблизительно 1 м). Иногда бруски и сухари прикрепляют болтами к специальным план­ кам небольшой длины, привариваемым к набору.

Шаг брусков обрешетника, расположенных в плоскости набора (см. рис. 10, а, в, г и 11), равен шпации. Высота участка g (рис. 10, б и г), на котором брусок или сухарь непосредственно прилегают к на­ бору, должна быть достаточной для размещения шпильки с гайкой (g = 50—60 мм). Обычно g > с . Шаг сухарей (см. рис. 10, г) s' = = 500—600 мм; длина сухаря яд > g .

Поперечные бруски обрешетника (см. рис. 10, дне) обычно имеют толщину поверх набора 50—60 мм, длину вдоль набора (ширину) яд = 60—80 мм и шаг s' = 600—800 мм. Дл я брусков обрешетника,

и сухарей, прорезающих изоляцию, должны быть минимальными. Слишком большое количество деревянных брусков значительно уве­

проектировании изоляции. Коэффициент теплопередачи оказывается наименьшим при расположении брусков, перпендикулярном к набору (см. рис. 10, д и е), так как такие бруски почти не создают сплошных тепловых мостиков. Поэтому в настоящее время обрешетник устанав­ ливают, как правило, поперек набора. Бруски обрешетника не удается так устанавливать лишь на поверхностях, обладающих значи­ тельной кривизной.

В жилых и служебных помещениях применяют клеточное рас­ положение обрешетника (см. рис. 83, а и 85, а). Его устанавливают поверх изоляции, т. е. так, чтобы обрешетник не прорезал слой изо­ ляционного материала. Бруски деревянного обрешетника в жилых помещениях, как правило, имеют сечение 30 х40 мм. Основные бруски прикрепляют к набору приварными шпильками, шаг которых равен шагу обрешетника. Промежуточные бруски крепят гвоздями к основ­ ным брускам враспор или косым врезом.

Шаг основных и промежуточных деревянных брусков, а также металлических угольников обрешетника принимают равным 500— 1000 мм (обычно 600—700 мм).

Металлический обрешетник состоит из стальных планок размером 3 хЗО хЮО мм, привариваемых к набору, и угольников из стали или алюминиевых сплавов (см. рис. 12 и 84, а). Угольники имеют размеры 20x20x3; 25x16x3 или 25x25x4 мм. Стальные угольники обре­ шетника сваривают с планками из того же металла и между собой.

Угольники из алюминиевых сплавов крепят к стальным планкам болтами через парусиновые прокладки (чтобы исключить электрохи­ мическое взаимодействие между различными металлами при их кон­ такте).

В случае изолирования горячих поверхностей угольники обрешетника крепят болтами к планкам через прокладки из асбестового

если это позволяет кубатура помещения.

Зашивка. Тип зашивки изоляционной конструкции зависит от назначения помещения (рефрижераторное или жилое), расположе­ ния судовой поверхности (второе дно, борт и т. д.) и эксплуатацион­ ных условий.

В настоящее время в рефрижераторных трюмах изоляцию вто­ рого дна и палуб зашивают сосновыми досками толщиной 40—60 мм (палубником). Швы хорошо проконопачивают. Доски пришивают к обрешетнику оцинкованными гвоздями. Поверх деревянного на­ стила устанавливают металлические ванны из листов алюминиевомагниевых сплавов толщиной 2,0 мм (или из горячеоцинкованной стали толщиной 1,5 мм). Стыки металлических листов заваривают при монтаже в трюме. При этом под стыки подкладывают асбестовые полосы (или маты из ультратонкого стекловолокна), заранее приби­ тые гвоздями к деревянному настилу. Если металлические листы крепят к деревянному настилу шурупами, то головки их запаивают (для обеспечения влагонепроницаемости металлической зашивки). Изоляцию второго дна в трюмах поверх досок зашивают также бакелизированной фанерой, облицованной стеклопластиком на основе эпоксидной смолы (ЭД-5, ЭД-6 и др.).

В провизионных камерах деревянную зашивку сверху дополни­ тельно покрывают специальным влагонепроницаемым настилом из керамических плиток. Это покрытие защищает изоляцию палуб не только от механических повреждений, но и от увлажнения. Керами­ ческое покрытие требует обязательного армирования стальной оцинкованной сеткой (или проволокой). Для связи покрытия с дере­ вянным настилом сетку к настилу прикрепляют гвоздями. Керамичеческие плитки укладывают на целалитовую клеящую мастику.

Если палубы изолированы прочным плиточным материалом (на­ пример, блоками пеностекла), то покрытие из керамических плиток можно наносить непосредственно на изоляционный материал (не устанавливая защитный деревянный настил).

Под грузовыми люками защитный настил изоляции днища можно делать более толстым с целью предохранения его от повреждений во время грузовых работ.

В жилых помещениях изоляцию палуб зашивают фанерой тол­ щиной 10—12 мм, поверх которой наклеивают линолеум толщиной 4 мм или предусматривают покрытие «Повацет». Тепловую или теплозвуковую изоляцию палуб устанавливают при расположении жилых помещений над рефрижераторными трюмами или моторными отделе-