Главная » Литература » Теплотехника. Звукоизоляция. Микроклимат » Овчаренко - 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

Учебник

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

Москва

ИНФРА-М

2003

 

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

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

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.

 

ВВЕДЕНИЕ

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.

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.

...


Архивариус Бизнес-планы Типовые серии Норм. документы Литература Технол. карты Программы Серии в DWG, XLS