Билет №36Требования к изоляционным конструкциям, касающиеся необходимости восполнить в них недостающие свойства теплоизоляционных материалов

 

3. Изоляционная конструкция должна обеспечить непрерывность как теплоизоляционного, так и пароизоляционного слоев по всей поверхности охлаждаемого сооружения. При наличии одиночного охлаждаемого помещения это условие легко выполняется путем укладки изоляции по внутренней поверхности ограждений. Чтобы обеспечить непрерывность изоляции при большом количестве охлаждаемых помещений и в многоэтажных сооружениях, приходится прибегать к специальным строительным конструкциям.

При обычных строительных конструкциях промышленных многоэтажных зданий непрерывность изоляционного слоя будет нарушаться междуэтажными перекрытиями и внутренними стенами. В этом случае в изолированном ограждении образуются места с меньшим термическим сопротивлением слоя теплоизоляционного материала. Такие места называются тепловыми мастиками. В тепловых мостиках происходит концентрация плотности потока, вследствие чего в этих местах теплопритоки увеличиваются непропорционально площади мостиков. Но значительно больший вред приносят тепловые мостики тем, что они являются очагами увлажнения изоляционной конструкции. Можно воспрепятствовать вредному влиянию тепловых мостиков путем выполнения возле них изолированных панелей или так называемых фартуков. Для определения длины фартука С, достаточной для устранения вредных последствий от наличия теплового мостика можно считать, что сопротивление передаче теплоты вдоль мостика, покрытого фартуком, должно равняться термическому сопротивлению основного теплоизоляционного слоя, т. е. δиз/λиз = С/ λм, откуда

(3.28) С = δиз λм / λиз

где λм - коэффициент теплопроводности материала теплового мостика.
Так как коэффициент теплопроводности строительных материалов значительно больше

коэффициента теплопроводности изоляционных материалов, то длина фартука оказывается равной 1,0-1,5м. Толщина изоляционного слоя фартука δф берется обычно 1/2δиз. Устройство фартука влечет за собой повышенный расход теплоизоляционных материалов, появление уступа на полу помещения и уменьшение полезного объема помещения. По этим причинам оно может выполняться лишь при невозможности осуществления более рациональных конструкций.

При строительстве многоэтажных холодильников для создания непрерывного изоляционного слоя применяются специальные строительные конструкции, называемые этажерочными. Такая конструкция представляет собой монолитную или сборную железобетонную этажерку, у которой колонны выполняют функцию стоек, а междуэтажные перекрытия - полок. Вся нагрузка от уложенных грузов передается через перекрытия на колонны, В такой конструкции наружные стены испытывают нагрузку только от собственной массы, т. е. являются самонесущими и защищают изоляционный слой от механических повреждений и атмосферных осадков.

Этажерочные конструкции применяются в двух основных вариантах: с пристенными колоннами и с консольными перекрытиями. Обе конструкции позволяют создать непрерывный слой теплоизоляции и пароизоляции. Как видно, непрерывность изоляционного слоя в этих случаях нарушается только по колоннам. Поэтому, когда колонны проходят через слой тепловой изоляции, их приходится изолировать (снизу или сверху - в зависимости от того, где проходит теплоизоляционный слой) фартуками. достоинства варианта с консольными перекрытиями, заключающиеся в том, что облегчается выполнение изоляционного слоя (отсутствуют трудности с укладкой изоляции за колоннами), а также наблюдение за состоянием изоляции и ее ремонт; упрощается изготовление и монтаж охлаждающих приборов.

В наиболее распространенных изоляционных конструкциях при применении штучных теплоизоляционных материалов теплоизоляционный слой защищается наружной стеной, выполняемой из кирпича или железобетона и т. п.. Выравнивающий слой штукатурки накладывается на стену для сглаживания неровностей внутренней поверхности кладки, так как наносить битумный слой и наклеивать пароизоляционные материалы (слой 3) следует только на ровную поверхность. Со стороны охлаждаемого: помещения слой тепловой изоляции покрывается штукатуркой. Изоляционная конструкция должна быть достаточно надежной и прочной.

Современные одноэтажные холодильники имеют наружный каркас или внутренний, состоящий из стальных колони и балок или ферм. К колоннам крепятся изолированные шитые панели, а на балки укладываются потолочные панели. Изолированные многослойные панели типа "сэндвич" имеют наружную и внутреннюю оболочки из стального или алюминиевого листа толщиной 0,8-1,0 мм и заполнены пенополиуретаном 11, имеющим коэффициент теплопроводности 0,019-0,020 Вт/(м·К). Панели выполняются шириной 1,2-1,5м и длиной до 24 м. Они могут монтироваться или горизонтально (как показано на рисунке), или вертикально, как это делается при строительстве одноэтажных высотных холодильников.

Предметом особых забот должно быть обеспечение непрерывности тепловой и влажностной защиты холодных трубопроводов и аппаратов, так как опасность увлажнения теплоизоляционного материала здесь особенно велика в связи с тем, что металлическая труба является абсолютно непроницаемым пароизоляционным слоем с холодной стороны. Изолируемую поверхность трубы тщательно очищают и покрывают слоем битума 1 для защиты ее от коррозии и для приклеивания теплоизоляционного материала 2 На последний слой теплоизоляции наклеивают пароизоляционную бумагу или наносят слой холодной битумной мастаки 4. По бумаге или при нанесении мастики по теплоизоляционному материалу трубопровод обматывают мягкой стальной проволокой 3 по спирали, после чего покрывают проволочной сеткой 5, на которую наносят штукатурку 6 (асбестоцементную). Высохшую штукатурку очень целесообразно оклеить (или обмотать) мешковиной 7 и окрасить масляной краской 8. Так же тщательно должны быть закрыты торцы изоляции в местах присоединения труб к аппаратам или фасонным частям. Защиту изоляции трубопроводов, проходящих вне помещений, следует выполнять особенно тщательно; иногда для этой цели применяют металлические кожухи.

 

Изоляционная конструкция должна по возможности восполнять недостающие качества теплоизоляционного материала.

При рассмотрении свойств теплоизоляционных материалов указывалось, что материалов, полностью удовлетворяющих веем предъявляемым к ним требованиям, не существует. Поэтому часто приходится применять материалы, наиболее доступные, даже в том случае, если они обладают и нежелательными свойствами. В таком случае изоляционной конструкции должны быть предусмотрены элементы, позволяющие уменьшить влияние этих свойств материалов на работу изоляционной конструкции. Можно показать применение этого положения на некоторых примерах.

Иногда приходится применять сгораемые или неогнестойкие материалы. Для уменьшения возможных вредных последствий от пожара изоляции изоляционный слой разбивается на отсеки при помощи горизонтальных и вертикальных противопожарных поясов шириной 500 мм из несгораемых изоляционных материалов, например из асбовермикулитовых или перлитогелевых плит.

В случае возникновения пожара огонь локализуется в пределах одного отсека и не сможет распространиться дальше по изоляционному слою. Обычно максимальная площадь отсека для сгораемых материалов не должна превышать 500 м2, для трудносгораемых - 1000 м2.

Некоторые теплоизоляционные материалы имеют недостаточную механическую прочность, и на них нельзя передавать нагрузку того или иного вида. В этом случае в изоляционной конструкции должны быть предусмотрены силовые (разгрузочные) элементы, которые примут на себя вес груза или другую нагрузку.

Некоторые теплоизоляционные материалы, особенно органического происхождения, разрушаются грызунами. В этом случае следует предусматривать в конструкциях элементы, которые препятствуют доступу грызунов в изоляцию. Например, по внутренней поверхности теплоизоляции стен (со стороны охлаждаемого помещения) на высоту до 70 см от пола укладывают стальную сетку с ячейками 10 X 10 мм или слой стеклянной ваты (10- 20 мм толщиной).

На некоторых зарубежных холодильных установках применяют систему постоянного осушения изоляции в процессе ее эксплуатации при недостаточно хорошем слое пароизоляции или при невозможности по тем или иным причинам выполнить слой пароизоляции необходимой толщины. В этой системе парциальное давление водяного пара у холодной поверхности ограждения понижается ниже давления водяного пара в воздухе охлаждаемого помещения; таким путем можно добиться, чтобы линия давления пара рх (например, на рис. 3.5, а), выходя из точки d, шла с таким увеличенным наклоном, который обеспечил бы ее расположение во всем ограждении ниже линии давления насыщенного пара р ̋х. Достигается это тем, что у внутренней поверхности всех ограждений в изоляции прокладываются каналы с окнами (при изоляции ограждений плитами теплоизоляционного материала выдалбливают желобки в самих плитах), по которым циркулирует осушенный воздух, поглощающий влагу из изоляции. Для осушения воздух из каналов направляют в воздухоохладитель, где он охлаждается, а влага из него выпадает в виде инея на поверхности воздухоохладителя; если же такое осушение не позволяет достичь необходимой сухости воздуха, воздух пропускают через химические осушители, в которых влага поглощается адсорбентами. Подобный метод может применяться и для сушки (восстановления) увлажненной изоляции при ее ремонте.