Теплоизоляция

Теплоизоляция

План.

Примечания.

Теплоизоляция.

Теплоизоляционные материалы.

Теплоизоляционные работы.

Как лучше утеплять стены — снаружи или изнутри?

Облицовка стен кирпичом и мелкими блоками.

Штукатурные системы утепления фасадов.

1. Примечания.

Т. — теплоизоляция.

Т.м. — теплоизоляционные материалы.

Т.р. — теплоизоляционные работы.

2. Теплоизоляция

Теплоизоляция, тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых промышленных установок (или отдельных их узлов), холодильных камер, трубопроводов и прочего от нежелательного теплового обмена с окружающей средой. Так, например, в строительстве и теплоэнергетике Т. необходима для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике — для защиты аппаратуры от притока тепла извне. Т. обеспечивается устройством специальных ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п.) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также называются Т. При преимущественном конвективном теплообмене для Т. используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене — конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (например, из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (основной механизм переноса тепла) — материалы с развитой пористой структурой.

Эффективность Т. при переносе тепла теплопроводностью определяется термическим сопротивлением ® изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции R=d/l, где d — толщина слоя изолирующего материала, l — его коэффициент теплопроводности. Повышение эффективности Т. достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.

Задача Т. зданий — снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха (см. Строительная теплотехника). Применяя для Т. эффективные теплоизоляционные материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и таким образом сократить расход основных стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов.

В тепловых промышленных установках (промышленных печах, котлах, автоклавах и т. п.) Т. обеспечивает значительную экономию топлива, способствует увеличению мощности тепловых агрегатов и повышению их кпд, интенсификации технологических процессов, снижению расхода основных материалов. Экономическую эффективность Т. в промышленности часто оценивают коэффициентом сбережения тепла h= (Q1 — Q2)/Q1 (где Q1 — потери тепла установкой без Т., а Q2 — c Т.). Т. промышленных установок, работающих при высоких температурах, способствует также созданию нормальных санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала в горячих цехах и предотвращению производственного травматизма. Большое значение имеет Т. в холодильной технике, так как охлаждение холодильных агрегатов и машин связано со значительными энергозатратами.

Т. — необходимый элемент конструкции транспортных средств (судов, ж.-д. вагонов и др.), в которых роль Т. определяется их назначением: для средств пассажирского транспорта — требованием поддержания комфортных микроклиматических условий в салонах; для грузового (например, судов, вагонов-рефрижераторов и грузовых автомобилей для перевозки скоропортящихся продуктов) — обеспечения заданной температуры при минимальных энергетических затратах. К эффективности Т. на транспорте предъявляются повышенные требования в связи с ограничениями массы и объёма ограждающих конструкций транспортных средств. См. также Теплозащита, Теплоизоляционные работы.

3. Теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные материалы, материалы и изделия, применяемые для теплоизоляции зданий (сооружений), технологического оборудования, средств транспорта и др. Т. м. характеризуются низкой теплопроводностью [коэффициент теплопроводности не более 0,2 вт/(м x К)], высокой пористостью (70—98%), незначительными объёмной массой и прочностью (предел прочности при сжатии 0,05—2,5 Мн/м2).

Основной показатель качества Т. м. — коэффициент теплопроводности. Однако его определение весьма трудоёмко и требует применения специального оборудования, поэтому на практике в качестве такого показателя — марки Т. м. — используют выраженную в кг/м3 величину их объёмной массы в сухом состоянии, которая в достаточном приближении характеризует теплопроводность Т. м. Различают 19 марок Т. м. (от 15 до 700). В эксплуатационных условиях Т. м. должны быть защищены от проникновения влаги; их теплопроводность при насыщении водой возрастает в несколько раз.

Основные области применения Т. м. — изоляция ограждающих строительных конструкций, технологического оборудования (промышленных печей, тепловых агрегатов, холодильных камер и т. д.) и трубопроводов. Различают Т. м. жёсткие (плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.), гибкие (маты, матрацы, жгуты, шнуры и др.), сыпучие (зернистые, порошкообразные) или волокнистые. По виду основного сырья Т. м. подразделяют на органические, неорганические и смешанные.

К органическим Т. м. относят прежде всего материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты), с.-х. отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и др. местного органического сырья. Эти Т. м., как правило, отличаются низкой водо- и биостойкостью. Указанных недостатков лишены так называемые газонаполненные пластмассы (пенопласты, поропласты, сотопласты и др.) — высокоэффективные органические Т. м. с объёмной массой от 10 до 100 кг/м3.

Характерная особенность большинства органических Т. м. — низкая огнестойкость,

поэтому их применяют обычно при температурах не свыше 150 °C.

Более огнестойки Т. м. -смешанного состава (фибролит, арболит и др.), получаемые из смеси минерального вяжущего вещества и органического наполнителя (древесные стружки, опилки и т. п.).

Неорганические Т. м. — минеральная вата и изделия из неё (среди последних весьма перспективны минераловатные плиты — твёрдые и повышенной жёсткости), лёгкие и ячеистые бетоны (главным образом газобетон и пенобетон), пеностекло, стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургических (главным образом доменных) шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 75—350 кг/м3.

Неорганические Т. м., используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита). Для изоляции промышленного оборудования и установок, работающих при температурах выше 1000 °C (например, металлургических, нагревательных и др. печей, топок, котлов и т. д.), применяют так называемые легковесные огнеупоры, изготовляемые из огнеупорных глин или высокоогнеупорных окислов в виде штучных изделий (кирпичей, блоков различного профиля); перспективно также использование волокнистых Т. м. из огнеупорных волокон и минеральных вяжущих веществ (коэффициент их теплопроводности при высоких температурах в 1,5—2 раза ниже, чем у традиционных, имеющих

4. Теплоизоляционные работы,

Работы по устройству теплоизоляции конструкций зданий и сооружений, трубопроводов, промышленного оборудования, средств транспорта и др. Различают Т. р. строительные (теплоизоляция ограждающих конструкций зданий и сооружений) и монтажные (теплоизоляция трубопроводов, тепловых агрегатов, холодильников и др.). В зависимости от размеров изолируемой поверхности, её конфигурации и вида теплоизоляционного материала устройство теплоизоляционного ограждения производится: укладкой и закреплением крупных изделий заводского изготовления (плиты, блоки, сегменты), мягких рулонных материалов (маты, шнуры), мелкоштучных изделий (кирпич); засыпкой; обмазкой; набрызгом или заливкой. Наиболее трудоёмки Т. р., связанные с обмазкой и засыпкой. При засыпке предусматриваются меры по предотвращению самоуплотнения слоя теплоизоляционного материала (с течением времени) и образования в нём пустот. Набрызг и заливка — относительно новые методы Т. р., основанные на применении главным образом полимерных теплоизоляционных материалов в виде отверждающихся пен. Используются как заранее приготавливаемые полимерные пены, получаемые перемешиванием жидкого полимера с пенообразователем (например, мипора), так и полимерные композиции, вспенивающиеся в процессе твердения (например, фенольные или полиуретановые заливочные композиции).

Комплекс Т. р., помимо устройства (нанесения) слоя собственно теплоизоляционного материала, включает работы по гидро- и пароизоляции этого слоя и обеспечению его защиты от механических повреждений. Устройство гидро- и пароизоляционных слоев предусматривается в тех случаях, когда теплоизоляционный слой подвергается увлажнению (например, на трубопроводах, проложенных на открытом воздухе, под землёй и др.) или когда одна из сторон изолируемой конструкции испытывает воздействие отрицательных температур (ниже 0°С) (холодильные установки, здания в условиях холодного климата и др.). В последнем случае водяные пары конденсируются на холодной поверхности, поэтому пароизоляция производится с тёплой стороны конструкции. Защита теплоизоляционного слоя от механических повреждений осуществляется облицовкой его плотными материалами, установкой специальных защитных кожухов (например, металлических), оштукатуриванием и другими способами.

В современном индустриальном строительстве Т. р. выполняются преимущественно в заводских условиях, в процессе изготовления сборных конструкций и изделий (например, однослойных панелей из теплоизоляционно-конструктивных материалов или многослойных панелей, где теплоизоляционный материал несёт только функции тепловой защиты). Для монтажной теплоизоляции выпускаются полностью готовые элементы, сводящие Т. р. лишь к закреплению (монтажу) этих элементов на изолируемой поверхности; это существенно повышает производительность труда и качество Т. р.

5. Как лучше утеплять стены — снаружи или изнутри?

Стены построенного дома, не обеспечивающие достаточный уровень теплозащиты, нуждаются в утеплении. Для этого используют различные теплоизоляционные материалы, располагая их с наружной или внутренней стороны стены.

При внутреннем утеплении существующая стена, расположенная перед утеплителем, находится в зоне отрицательных температур, которая отчасти захватывает и собственно утеплитель. Кроме того, нарушается естественная диффузия водяных паров, и создаются условия для образования конденсата в толще конструкции на границе утеплителя и стены.

Следует обратить внимание на тот факт, что при внутреннем утеплении практически невозможно установить теплоизоляционный материал в местах примыкания перекрытий к наружной стене. Здесь образуются 'мостики холода', причем потери тепла в этих зонах могут превышать потери через остальную площадь стены

При наружном утеплении снижение температуры по толщине существующей стены происходит достаточно медленно и плавно. Резкое падение температуры наблюдается ближе к наружной стороне, а зона отрицательных температур располагается в толще слоя дополнительной теплоизоляции.

Расположение плотных, плохо пропускающих водяные пары материалов изнутри, а легких и пористых снаружи благоприятно влияет на влажностный режим стены и не создает условий для скопления в ней влаги. Если теплоизоляционный материал надежно защищен от атмосферных воздействий (дождя, снега, солнечной радиации), такая стена в течение всего года сохраняет высокие теплозащитные свойства.