Методическая документация в строительстве
Научно-исследовательский центр ОАО «Теплопроект»
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ
ВЛИЯНИЯ ВЛАЖНОСТИ
НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ
МДС 41-7.2004
Москва
2004
СОДЕРЖАНИЕ
1 Введение. 1
2 Характеристики влажностного состояния теплоизоляционных материалов. 2
3 Увлажнение тепловой изоляции в процессе эксплуатации. 7
4 Расчетные методы оценки влияния увлажнения на теплозащитные свойства теплоизоляции. 9
5 Предложения по нормированию расчетных значений теплопроводности изоляции в конструкциях. 13
1
ВВЕДЕНИЕ
Одной из наиболее
острых проблем развития топливно-энергетического комплекса России является
проблема энергосбережения. От ее успешного решения во многом зависит
жизнеспособность экономики страны.
Целевые установки
программ энергосбережения России предусматривают экономию топлива и энергии в
размере 500 - 600 млн т у.т. в 2010 г.,
что позволит также на 30 - 40 % сократить
выбросы вредных веществ в атмосферу, которые достигают в настоящее время около
20 млн т в год, и стабилизировать выбросы парниковых газов.
Существенную
роль в выполнении программы энергосбережения России призвана сыграть
высокоэффективная тепловая изоляция, применяемая во всех областях промышленного
производства и строительства. По приближенным оценкам повышение теплозащитных
свойств теплоизоляционных конструкций промышленных сооружений, оборудования и
трубопроводов, систем централизованного теплоснабжения и ограждений зданий в
состоянии обеспечить в 2010 г. экономию энергоресурсов в объеме 40 млн т у.т.
Анализ состояния
проблемы энергосбережения в строительстве и роли тепловой изоляции в ее решении
показал, что в настоящее время потери теплоты объектами строительного комплекса
России составляют:
через
изолированные поверхности существующих промышленных сооружений, оборудования и
трубопроводов - 356 млн Гкал/год, или 65 млн т у.т/год;
через изоляцию
теплопроводов тепловых сетей - 324 млн Гкал/год, или 59,5 млн т у.т/год.
Затраты теплоты
на отопление жилых, общественных и промышленных зданий, для восполнения потерь
через изоляцию ограждающих конструкций достигают 1340 млн Гкал/год,
или 240 млн т у.т/год. Таким образом, общие потери тепловой энергии объектами
строительного комплекса составляют в настоящее время около 2 млрд Гкал/год, или
364,5 млн т у.т/год, т.е. около 20 % годового производства первичных
топливно-энергетических ресурсов России.
Повышение
производительности технологических установок, использующих теплоту, все более широкое
применение в промышленности высоких температур и глубокого холода создают
весьма сложные условия эксплуатации теплоизоляционных конструкций, промышленных
сооружений и оборудования. Интенсивные процессы тепло- и влагообмена,
возникающие при этом в теплоизоляции, оказывают существенное влияние на ее
теплозащитные свойства и долговечность.
Влага,
проникающая из окружающей среды в теплоизоляционные конструкции в процессе их
эксплуатации, существенно изменяет условия теплообмена. Процессы совместного
тепло- и влагообмена, возникающие при этом в изоляции, включая фазовые
превращения влаги в пористой структуре теплоизоляционного слоя, приводят к
значительному увеличению потерь теплоты по сравнению с расчетными,
определенными без учета влагообмена. Известно, например, что потери теплоты
теплоизолированными трубопроводами подземных тепловых сетей, работающих в
условиях интенсивного воздействия грунтовой влаги, зачастую превышают расчетные
в 1,5 - 2 раза. Накопление влаги в теплоизоляционных конструкциях
низкотемпературного оборудования нередко приводит к столь значительному увеличению
потерь холода, что необходима их полная замена.
Перенос влаги в
теплоизоляции, работающей в условиях контакта с агрессивной средой (например, в
теплоизоляции оборудования наружных установок и хранилищ промышленных
предприятий, подземных трубопроводов бесканальных тепловых сетей,
эксплуатируемых в условиях интенсивного воздействия влаги), во многом
определяет интенсивность коррозионных процессов в конструкциях изолируемого
оборудования и деструкцию теплоизоляции. Тем самым тепло- и влагообменные
процессы в них являются одним из основных факторов, определяющих долговечность
не только теплоизоляционных конструкций, но и изолируемого оборудования.
В связи с этим
следует отметить, что в отличие от строительной теплофизики, где для оценки
влияния тепло- и влагообменных воздействий окружающей среды на
ограждающие конструкции зданий, вызывающих снижение их теплозащитных свойств,
широко используются расчетные методы, разработанные в трудах О.Е. Власова, В.И. Богословского, В.М. Ильинского, В.Д.
Мачинского, Ф.В. Ушкова, К.Ф. Фокина, А.У. Франчука
и др., в отечественных (Н.М. Зеликсон, М.Г.
Каганер, С.В. Хижняков, Е.П. Шубин) и зарубежных (И.С.
Каммерер, Д.Ф. Меллой, Р. Каскет) монографиях ипериодических
публикациях, посвященных промышленной
изоляции, вопросы совместного тепло- и влагопереноса и их влияние на
теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций не рассматриваются.
К сожалению,
методы строительной теплофизики в большинстве случаев не удается использовать
для этих целей, поскольку температурно-влажностные условия, в которых
эксплуатируется промышленная изоляция, существенно отличаются от условий
эксплуатации теплоизоляции в ограждениях зданий. Достаточно отметить, что
диапазон температур, в котором работают конструкции промышленной изоляции составляет
от -180 до 600 °С, а теплоизоляция ограждений
зданий - от -20 до 30 °С.
Вследствие
интенсивных тепло- и влажностных воздействий окружающей среды,
недостаточного учета влияния совместных тепло- и влагообменных процессов на
теплозащитные свойства изоляции при проектировании и монтаже
энергоэффективность теплоизоляционных конструкций промышленных сооружений в
процессе эксплуатации снижается, что приводит к значительным сверхнормативным
потерям тепловой энергии.
В настоящее
время сверхнормативные тепловые потери через изолированную поверхность
промышленных сооружений, оборудования, трубопроводов и тепловых сетей достигают
244 млн Гкал, или 44 млн т у.т. в год. Эксплуатационные тепловые потери
через существующие теплоизоляционные конструкции значительно превышают
расчетные, так в промышленной изоляции оборудования и трубопроводов они в 1,25
- 1,3 раза больше нормативных, а в тепловых сетях - в два раза.
Приведенные
данные убедительно свидетельствуют о том, что для успешного решения проблемы
энергосбережения в строительстве необходимо повышение энергоэффективности
промышленной тепловой изоляции путем широкого внедрения в практику
проектирования и строительства высокоэффективных теплоизоляционных
материалов и конструкций на основе новых методов расчета, учитывающих влияние
тепло- и влагообмена
и обеспечивающих выбор оптимальных технологических, теплофизических и массообменных
характеристик изоляции и проектных решений,
гарантирующих стабильность теплозащитных свойств
теплоизоляционных конструкций в процессе эксплуатации.
Исходя из
изложенного в процессе выполнения настоящей работы предложены расчетные методы
оценки влияния влажности на теплозащитные свойства
теплоизоляции и предложения по нормированию расчетных значений ее
теплопроводности в конструкциях.
2
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться