книги из ГПНТБ / Специальные вопросы строительной теплофизики учебное пособие

Изделия из минеральной ваты являются наиболее распростра­ ненным видом теплоизоляционных материалов. Выпускаются мине­

виде полотнищ из минеральной ваты с обкладкой с одной или двух сторон металлической сеткой или стеклотканью. Допустимая тем­ пература применения для матов с обкладкой из металлической сетки 550—600°С, из стеклянной ткани (или сетки) — 400° С.

Для изготовления матов и изделий должна использоваться ми­ неральная вата без связующих или на неорганических связующих. При использовании ваты без связующих рекомендуется под метал­ лическую сетку укладывать перед прошивкой прокладку из алюми­ ниевой фольги толщиной 0,05 мм.

Маты широко применяются в тепловой изоляции.

Из других изделий с использованием минеральной ваты при­ меняются:

—минераловатные скорлупы, заполненные минеральной ватой на связке из жидкого стекла и оштукатуренные асбестоцементным раствором (например, скорлупы АЦТМ), для трубопроводов диа­ метром 57—273 мм\

—минераловатные скорлупы, покрытые металлическим листом (из стали или алюминиевого сплава). Вата должна быть на неор­

ганической связке;

— футляры (полуцилиндры) из листового металла или асбесто­ цемента, заполненные минеральной или стеклянной ватой на неор­ ганической связке, для трубопроводов диаметром 25—376 мм.

Стеклянная вата и изделия из нее

Стеклянная вата или волокно является высокоэффективным теплоизоляционным материалом. В зависимости от среднего диа­ метра различают стеклянное волокно ультратонкое (менее 1 м к ), супертонкое ( 1 — 3 м к ) , тонкое (4— 12 м к ) , утолщенное (12— 25 м к )

итолстое (более 25 м к ) .

Вневентилируемых и плохо вентилируемых помещениях можно применить для изоляции нагретых поверхностей стеклянную вату

иизделия из нее без связующих или с неорганическими связующи­ ми. Стеклянная вата и стеклянное волокно применяются в основ­ ном в качестве полуфабрикатов для получения теплоизоляцион­ ных изделий. Могут быть использованы для теплоизоляции следую­ щие изделия из стеклянного волокна (см. табл. 17):

—маты и полосы из стеклянного войлока (без связующих или на неорганических связующих);

—материал теплозвукоизоляционный марки АТИМС;

—холсты из ультрасупертонкого волокна;

—материал теплозвукоизоляционный марки АТМ-3;

—материал теплозвукоизоляционный марки АТМ-4.

87

Применение изделий из стекловолокна, в которые входят орга­ нические связующие, не допускается в случае изоляции горячих поверхностей.

Маты и полосы из стеклянного волокна (ТУ-21-3-3-66 и ГОСТ 2245-43) представляют собой штучные теплоизоляционные из­ делия, изготовленные из стеклянного волокна, прошитого стек­ лянной нитью. Стеклянное волокно должно быть без органических связующих. Не допускается применение матов, прошитых хлоп­ чатобумажной нитью.

Материал теплоизоляционный марки АТИМС (ТУ С-1-57 Моек, гор. УЛП) представляет собой мат, состоящий из стеклохолста, из­ готовленного из рыхлого слоя штапельного стеклянного волокна длиной 45—55 мм, диаметром 5—7 мк, покрытого с двух сторон стеклянной сеткой марки ССА и простеганного стеклянными нит­ ками НСА.

В соответствии с пунктом 4 технических условий «стекловолок­ но должно быть незамасленное». Следует отметить, что в стеклян­ ной сетке и нитках содержится до 2,5% замасливателя, что в рас­ чете на один мат составит около 1—1,5 г замасливателя. Это не­ большой вес замасливателя; кроме того, из сеток, обращенных к горячей поверхности, замасливатель выгорит.

Материал АТИМС выпускается толщиной 5, 10 и 15 мм и соот­ ветственно маркируется: АТИМС-5, АТИМС-10 и АТИМС-15.

По требованию заказчика могут изготавливаться маты других толщин. Длина матов 1050 мм, ширина 840 мм.

Объемный вес матов 75—100 /сг/ж3.

Материал АТИМС предназначается в качестве теплозвукоизоляции, работающей в интервале температур от 60° до 450°С. При нагревании материала токсические вредности практически не вы­ деляются.

Холсты из ультрасупертонкого стекловолокна (М РТУ 6

М-879-62) представляют собой слой перепутанных штапельных стеклянных волокон, полученных способом раздува горячими газа­ ми и скрепленных между собой силами е с т е с т в е н н о г о с ц е п ­ ления . В соответствии с техническими условиями холсты «не должны содержать посторонних органических включений (замас­ ленных волокон, пеньки, бумаги, пряжи и т. д.)». Холсты изготав­ ливаются из ультрасупертонкого стекловолокна диаметром не бо­ лее 2 мк. В качестве сырья используется малоборное стекло соста­ ва № 20.

требованию заказчика могут изготавливаться холсты других тол­ щин и размеров. Объемный вес холста 8 кг/м2.

Холсты используются в качестве теплозвукоизоляции при тем­ пературе до —(—450°С. При нагревании холстов токсические вредно­ сти не выделяются.

88

Материал теплозвукоизоляционный марки АТМ-3 (ВТУ

35-ШП-1-62) представляет собой мат, изготовленный из рыхлого слоя штапельных ультрасупертонких стеклянных волокон диамет­ ром не более 2 мк, покрытый с двух сторон стеклянной сеткой мар­ ки ССА п простеганный стеклянными нитками НСА. В стеклянной сетке и нитках содержится до 2,5% замасливателя, что в пересчете на мат составит около 1—1,2 г замасливателя. Это практического значения не имеет, особенно если учесть, что из сеток, прилегаю­ щих к горячей поверхности, замасливатель выгорит.

Материал АТМ-3 является самым легким стеганым материалом (в два раза легче теплозвукоизоляцпонного материала АТИМС). Объемный вес матов 40 кг/мъ.

Маты предназначаются в качестве теплозвукоизоляции, рабо­ тающей в интервале температур от 60° до 450° С. При нагревании матов токсические вредности практически не выделяются.

Материал теплозвукоизоляционный марки АТМ (ВТУ

35-ШП-3-62) представляет собой мат, состоящий из рыхлого слоя кремнеземистого волокна диаметром 5—7 мм, облицованный крем­ неземной тканыо и простеганный кремнеземными нитками.

Маты предназначаются в качестве теплозвукоизоляции, рабо­ тающей при 1100°С длительное время и при 1200°С кратковре­ менно.

Теплоустойчивые плиты из ультрасупертонкого волокна (ВТУ

99-64) изготовлены в виде опытной партии во Всесоюзном НИИ стеклянного волокна. Плиты изготовлены на неорганических теп­ лоустойчивых связующих и предназначаются для изоляции поверх­ ностей с температурой до 500°С. В соответствии с ВТУ плиты не должны выделять ядовитых вредностей как при нормальной темпе­ ратуре, так и при нагревании до 450—500° С. Размеры плит: дли­ на 1000 мм, ширина 500 мм и толщина от 30 до 50 мм (через 5 мм). Объемный вес плит 90—ПО /сг/ж3. Коэффициент теплопроводности плит при 0° С не выше 0,035 ккал/м • час ■град.

Алюминиевая фольга

10% мирового производства алюминия расходуется на произ­ водство алюминиевой фольги. В тепловой изоляции используется фольга толщиной 0,011—0,050 мм.

Альфолевая изоляция представляет собою конструкцию из воз­ душных прослоек, отделенных друг от друга пленками алюминие­ вой фольги. Таким образом, в альфолевой изоляции используются низкая теплопроводность воздушных прослоек и высокая отража­ тельная способность алюминиевой фольги, которая отражает до 92—95% передаваемого лучистого тепла.

Влияние лучеиспускания при передаче тепла через воздушный прослоек особенно сказывается при высоких температурах, когда 2/3 тепла передается лучеиспусканием и '/з конвекций и тепло­ проводностью. При разделении воздушной прослойки фольгой пе­

89

—для гладкой фольги с асбозуритовой штукатуркой наружно­ го слоя и при температуре изолируемой поверхности трубопровода

505°С 0,114—0,117 ккал/м ■час • град\

—для мятой фольги в тех же условиях 0,125 ккал/м • час • град. При более совершенных опорных кольцах значения коэффици­

ента теплопроводности альфолевых конструкций получаются ниже.

Другие изоляционные материалы

Для изоляции нагретых поверхностей из других изоляционных материалов могут быть использованы изделия асбестоцементные, асбестовермикулитовые на жидком стекле, асбестокремнеземистые и перлитовые на цементной связке. Основные характеристики этих материалов приведены в табл. 17.

III. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ

Выбор наружного защитного покрытия основного теплоизоля­ ционного слоя производится с точки зрения огнестойкости, защиты основного изоляционного слоя от влаги, от механических и других повреждений, долговечности, экономичности и внешнего вида.

Вкачестве наружного защитного слоя применяют металличе­ ское покрытие, покрытие скорлупами, полимерами, стеклянной тканью, оштукатуривание мастиками.

Взарубежной практике, а за последние годы и в СССР на предприятиях нефтепереработки, химии, энергетики и других от­

раслей промышленности нашли широкое применение м е т а л л и ­ ч е с к и е п о к р ы т и я тепловой изоляции.

91-

Трест Стройтермопзоляция выполнил в 1965 г. 1,5 млн. м2 метал­ лопокрытий теплоизоляции. В решении совещания [22] работников монтажных н проектных организаций теплоизоляционной промыш­ ленности отмечено, что в целях резкого повышения качества мон­ тажных работ рекомендуется «шире внедрять металлические по­ крытия тепловой изоляции, как наиболее экономичные благодаря их долговечности».

Применение металлических покрытий изоляции обеспечивает:

—индустриальность, повышение производительности и куль­ туры труда при монтаже;

—уменьшение нагрузок на строительную конструкцию;

—улучшение качества и внешнего вида изоляции;

—увеличение срока службы изоляции;

—хорошую съемность изоляции;

—удобство очистки покрытий от пыли и грязи.

По сравнению с нормальной штукатуркой металлический кор­ пус по меньшей мере в 3—4 раза легче.

Для металлических покрытий применяют листовой алюминий (сплавы алюминия) толщиной 0,4—1,0 мм, оцинкованную и кро­ вельную сталь. В табл. 23 приведена сравнительная стоимость изго­ товления и установки металлопокрытия при использовании в ка­ честве обшивки алюминия, оцинкованной и кровельной стали по данным Оргэнергостроя [23].

Как видно из сопоставления стоимости металлического покры­ тия, применение алюминия экономически целесообразно при тол­ щине листа до 0,6 мм. При больших толщинах металла алюминие­ вое покрытие несколько дороже покрытия из стали. Однако, если учесть, что изготовление заготовок из алюминиевого листа возмож­ но производить методом штамповки с минимальными трудозатра­ тами, что вес конструкции из алюминия самый легкий, что сокра­ щаются тепловыделения лучеиспусканием от алюминиевых покры-

92

тий, что отпадает надобность в окраске покрытия, то целесообраз­ ность применения алюминиевых покрытий экономически оправды­ вается и при больших толщинах листа.

При отсутствии специальных требований в отношении механи­ ческой прочности и жесткости металлического покрытия предпоч­ тительно применение более тонкого металлического листа вплоть до фольги толщиной 0,1—0,2 мм. Широко применяется покрытие фольгой в Чехословакии.

Закрепление металлического покрытия может быть выполнено: глухим фальцевым швом, самонарезающими шурупами, бандажа­ ми — поясами из алюминиевой или стальной ленты с натяжными замками или крючками при помощи съемной натяжной планки, сваркой, пайкой.

Наиболее трудоемким является изготовление отводов из фасон­ ных изделий, которые целесообразно готовить способом вытяжки на прессах. Трест Теплоизоляции проводит испытания по штам­ повке отводов 8 типоразмеров от 160 до 590 мм [22].

Специальные виды рабочего инструмента для производства ме­ таллических покрытий изготавливает серийно с 1963 г. Ленинград­ ский оптико-механический завод.

В дальнейшем возможна замена металла стеклопластиками или синтетической пленкой. В настоящее время институт Теплопроект ведет работы в этом направлении.

После металлических покрытий наиболее эффективным являет­

товленных на стороне п требующих при монтаже изоляции лишь сборки и крепления. Асбестоцементные полуцилиндры в мастерских или на монтаже заполняются изоляционным материалом и в со­ бранном виде транспортируются к рабочим местам изолировщика.

Иногда применяется с т е к л о т к а н ь для покрытия основного изоляционного слоя из волокнистых материалов. Основной изоля­ ционный слой предварительно выравнивается при помощи асбокар­ тона, закрепляемого кольцами из проволоки.

О ш т у к а т у р и в а н и е мастиками основного изоляционного слоя позволяет создать прочную, но тяжелую наружную защитную оболочку. Защитный слой из мастики обклеивается тканями и ок­ рашивается.

Применение штукатурного покровного слоя с мокрым процессом устарело и допускается лишь в исключительных случаях. Сырая штукатурка затягивает время работ и дает много грязи. Трудовые затраты при оштукатуривании мастиками основного изоляционного слоя в два раза выше, чем при покрытии изоляции асбестоцемент­ ными полуцилиндрами.

Таким образом, в качестве наружного защитного покрытия теп­ лоизоляционного слоя рекомендуется применять металлические по­ крытия и готовые сборные элементы (например, асбестоцементные полуцилиндры).

93

Выводы

1. Выбор материалов и изделий для изоляции нагретых поверх­ ностей производится путем сравнения следующих основных харак­ теристик:

—коэффициента теплопроводности и объемного веса;

—теплостойкости;

—количества выделяемых токсичных газов и паров;

—экономичности и индустриальное™ при монтаже.

2.Выбор наружного защитного покрытия основного теплоизо­ ляционного слоя производится с точки зрения огнестойкости, защи­ ты основного изоляционного слоя от влаги, от механических и дру­ гих повреждений, долговечности, экономичности и внешнего вида.

3.В невентилируемых и плохо вентилируемых помещениях для изоляции нагретых поверхностей могут быть использованы неорга­ нические теплоизоляционные материалы и изделия, изготовленные без связующих или на неорганических связующих.

4.В вентилируемых помещениях в случае использования изо­ ляционных материалов и изделий, выделяющих токсичные пары и газы, необходимо учитывать эти пары и газы при расчете систем вентиляции.

5.В качестве наружного защитного покрытия для основного теплоизоляционного слоя рекомендуется применять металлические покрытия (из алюминиевых листов или из оцинкованной стали) и готовые сборные элементы защитного кожуха (например, полу­ цилиндры из асбестоцемента и других материалов).

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Временные технические указания по обеспечению температурно-влажно­ стного режима в обсыпных сооружениях (ВТУ-ТВР-62).

2.Сборник трудов МО № 7, 1960 г.

3.Сборник трудов МО № 12, 1961 г.

4. Сборник МО № 11 (16), 1962 г.

5.Строительные нормы и правила. СНПП-П. А. 6-62. СНИП-П. А.7-62.

6.Л ы к о в А. В. Теплопроводность нестационарных процессов. Госэнергонздат, М., 1948.

7. Д о в л е т х е л ь Р. К. Методика решения двухслойной задачи неста­ ционарной теплопроводности для полупространства при граничном условии вто­

рого рода (g=const). Специальные вопросы строительной теплофизики. Сборник

Л:° 1. Издание ВИА им. В. В. Куйбышева, М., 1965.

8. Д о в л е т х е л ь Р. К. Методика экспериментального исследования теплопотерь подземных сооружений. Специальные вопросы строительной теплофизики.

Сборник № 1. Издание ВИА им. В. В. Куйбышева, М., 1965.

9. Н а у м о в С. И. Нестационарный теплообмен полого твердого тела неог­

раниченных размеров с некоторыми видами источников тепла, находящимися в его полости. Вестник трудов ВИА, № 160, 1960.

94