Строительство и архитектура/5. Теплогазоснабжение и вентиляция
К.т.н., доцент Бирюзова Е.А., инженер Ломакина Л.С.
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, Россия, Пензенский государственный
университет архитектуры и строительства, Россия
Повышение энергоэффективности
тепловой сети за счет применения оптимального вида тепловой изоляции
Тепловые сети на настоящий момент характеризуются высокой
степенью изношенности и как следствие большими потерями тепла по длине трассы (до
70 % тепла). Решение задачи повышения энергоэффективности тепловых сетей, а,
следовательно, уменьшения потерь тепла на пути от производителя к потребителю
весьма актуальна именно сегодня при устойчивом росте цен на энергоносители. Одним
из вариантов уменьшения потерь тепла теплопроводами является применение
высокоэффективной тепловой изоляции.
В настоящее время на рынке строительных материалов представлен огромный
перечень трубной тепловой изоляции отечественного и зарубежного производства.
Но при всем многообразии выбора, зачастую, невозможно правильно подобрать
материал тепловой изоляции, обеспечивающий максимальную защиту от теплопотерь.
Как правило, проектировщики применяют ту изоляцию, которую рекомендуют
производители или заказчик. Следовательно, их выбор не основан на расчетных
данных. В этом заключается причина неграмотного применения тепловой изоляции
систем теплоснабжения. К тому же отсутствуют четкие указания по выбору в
нормативной литературе.
В ходе выполнения научно-исследовательской работы был проведен анализ
предлагаемых теплоизоляционных материалов по теплотехническим характеристикам и
по области их применения.
Были рассмотрены
следующие примеры тепловой изоляции: скорлупы ППУ (пенополиуретан), трубки Энергофлекс Супер
из полиэтиленовой пены, теплоизоляция Изопайп АЛ, минераловатная изоляция, теплоизоляция из
базальтового волокна
ROCKWOOL, стекловолокно фирмы Isover, вспененный каучук K-Flex, армопенобетон.
Армопенобетон (АПБ) производства ЗАО «Изоляционный завод» (СПб)
производится по ТУ 4859-002-03984155-99. Утеплитель АПБ имеет основные
характеристики: теплопроводность – 0,05 Вт/(м×°С); максимальная температура применения –
300°С; предел прочности при сжатии 0,5 МПа; негорючесть (относится к группе
Г1); высокая термостойкость; морозостойкость; отсутствие коррозионного
воздействия на стальные трубы; паропроницаемость гидрозащитного покрытия;
долговечность; антивандальная конструкция; экологическая безопасность.
Пенополиуретан и изделия на его основе (скорлупы ППУ, Изопайп АЛ) является одним из самых
эффективных теплоизоляционных и экологически чистых материалов, обеспечивающих
надежную теплоизоляцию труб на всем протяжении эксплуатации трубопровода (не
менее 25 лет). Теплотехнические характеристики материала ППУ: теплопроводность l, при 0 °С < 0,028 Вт/(м×°C); при 10 ºС < 0,030 Вт/(м×°C); при 50 °С < 0,032 Вт/(м×°C); диапазон рабочих температур от -40°С до +140 °С; фактор сопротивления диффузии водяного пара m-фактор > 3,0; группа горючести Г2;
плотность от 40 до
50 кг/м³; устойчив к воздействию – пластификаторов и большинства
растворителей, бензина, солярки, минерального масла, слабых растворов кислот и
щелочей, а также к воздействию высоких температур, цемента, бетона, гипса и
извести; прочность на растяжение при разрыве – 0,15 МПа; экологическая
безопасность – не содержит хлорфторуглеводородов; биологически нейтральный
материал, устойчив к микроорганизмам, плесени, гниению; не оказывает
воздействия на физиологию человека, экологически чист.
Трубки Энергофлекс Супер
из полиэтиленовой пены с закрытой ячеистой структурой для теплоизоляции
внутренних инженерных систем. Материал стоек к агрессивным строительным
средам, обладает повышенной прочностью, влагостойкостью и долговечностью.
Гибкие теплоизоляционные трубки эффективно снижают тепловые потери,
предотвращают образование конденсата на поверхности оборудования и
трубопроводов, препятствуют замерзанию жидкостей в инженерных системах.
Экологически чистый материал, не подвержен гниению, безопасен при работе.
Технические характеристики: диапазон рабочих температур от -40°С до +95 °С; теплопроводность l при
0 °С < 0,035 Вт/(м×°C), при 10 °С < 0,037 Вт/(м×°C), при 50 °С < 0,045 Вт/(м×°C); фактор сопротивления диффузии водяного пара
m-фактор >3,0; группа горючести
Г1; плотность от 25 до 40 кг/м³; прочность на растяжение при разрыве
0,15 МПа. Срок службы 20 – 25 лет.
Минераловатная
изоляция труб. Технические характеристики теплоизоляции труб фирмы PARTEK:
средняя плотность 30 – 140 кг/м3; теплопроводность от 0,033 до 0,071 Вт/(м×°C); рабочая температура от -40 до +750 °С. Область применения: изоляция тепловых трубопроводов.
Теплоизоляция ROCKWOOL из базальтового волокна применяется
для изоляции технологических трубопроводов.
Технические характеристики: плотность
45 – 55 кг/м3; химическая стойкость к маслам, растворителям, кислотам, щелочам;
биостойкость; выдерживает высокие температуры, не теряя теплоизолирующих
свойств до +900°С; негорючий. Теплопроводность в сухом состоянии: при
температуре 25 °С l=0,037 Вт/(м·°С), при 125 °С l=0,048 Вт/(м·°С), при 300 °С l=0, 087 Вт/(м·°С).
Стекловолокно производства Isover. Область применения: изоляция трубопроводов.
Технические характеристики: теплопроводность при 10°С l=0,032 Вт/(м×°С); при 25°С l=0,037 Вт/(м×°С); коэффициент паропроницаемости
0 мг/(м×ч×Па); группа горючести Г1; температура
применения от -60 до +270°С.
Теплоизоляция
K-Flex изготовлена на основе нитрильного
каучука. Технические характеристики: износостойкость; трудногорючесть;
совместима со всеми химическими элементами; теплопроводность 0,036 Вт/(м×°C) (не меняется с ростом
температуры); показатель паропроницаемости 7000 (как у полиэтиленовой пленки);
средняя плотность 65 – 80 кг/м3. В процессе эксплуатации практически
не увлажняется и не накапливает влагу. Используется для изоляции системы
отопления, вентиляции и кондиционирования, для горячего и холодного
водоснабжения.
Обобщенные
показатели теплоизоляции отображены в таблице 1.
Таблица
1
Технические
характеристики тепловой изоляции
По результатам
сравнительного анализа технических характеристик теплоизоляционных материалов
на основании показателей, приведенных в таблице 1, можно сделать вывод, что
выше перечисленные материалы удовлетворяют требованиям нормативной литературы[1,
2] лишь частично. Такая изоляция как
PARTEK при рабочей температуре 50 °С не проходит по нормам величины
теплопроводности. Для теплоизоляции ROCKWOOL (наиболее часто применяемой) так же необходимо
ограничение по рабочей температуре, так как коэффициент теплопроводности не должен превышать 0,06
– 0,07 Вт/(м·°С). Следовательно,
рекомендации нормативной литературы требуют более тщательной проработки, а так
же внесения списка современных теплоизоляционных материалов с характеристиками.
Литература:
1. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция
оборудования и трубопроводов. / Госстрой России. – М., 2003.
2. СП 41-103-2000. Проектирование
тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. /
Госстрой России. – М., 2000.
3. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. / Госстрой России. –
М. , 2004.
4. . www.aquaoptim.ru
5. www.tsti.ru
8. www.stp.by