Использование теплоизоляционных материалов в различных отраслях экономики

 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Органические теплоизоляционные материалы.

 

     Органические  теплоизоляционные материалы в  зависимости от природы исходного  сырья можно условно разделить  на два вида: материалы на основе природного органического сырья (древесина, отходы деревообработки, торф, однолетние растения, шерсть животных и т. д.), материалы на основе синтетических смол, так называемые теплоизоляционные пластмассы.

     Теплоизоляционные материалы из органического сырья  могут быть жесткими и гибкими. К  жестким относят древесносткужечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким - строительный войлок и гофрированный  картон. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкой водо - и биостойкостью.

     Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты получают из отходов древесины, а также  из различных сельскохозяйственных отходов (солома, камыш, костра, стебли кукурузы и др.). Процесс изготовления плит состоит из следующих основных операций: дробление и размол древесного сырья, пропитка волокнистой массы связующим, формование, сушка и обрезка плит.

     Древесноволокнистые плиты выпускают длиной 1200-2700, шириной 1200-1700 и толщиной 8-25 мм. По плотности их делят на изоляционные (150-250 кг/м3) и изоляционно-отделочные (250-350 кг/м3). Теплопроводность изоляционных плит 0,047-0,07, а изоляционно-отделочных - 0,07-0,08 Вт/(м °С). Предел прочности плит при изгибе составляет 0,4-2 МПа.

     Древесноволокнистые плиты обладают высокими звукоизоляционными свойствами.

     Изоляционные  и изоляционно-отделочные плиты применяют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и перекрытий зданий, акустической изоляции концертных залов и театров (подвесные потолки и облицовка стен).

     Арболит изготовляют из смеси цемента, органических заполнителей, химических добавок и  воды. В качестве органических заполнителей используют дробленые отходы древесных  пород, сечку камыша, костру конопли  или льна и т. п. Технология изготовления изделий из арболита проста и включает операции по подготовке органических заполнителей, например дробление отходов древесных пород, смешивание заполнителя с цементным раствором, укладку полученной смеси в формы и ее уплотнение, отвердение отформованных изделий.

     Теплоизоляционные материалы из пластмасс. В последние  годы создана довольно большая группа новых теплоизоляционных материалов из пластмасс. Сырьём для их изготовления служат термопластичные (полистирольные; поливинилхлоридные, полиуретановые) и термореактивные (мочевино - формальдегидные) смолы, газообразующие и вспенивающие вещества, наполнители, пластификаторы, красители и др. В строительстве наибольшее распространение в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов получили пластмассы пористо-ячеистой структуры. Образование в пластмассах ячеек или полостей, заполненных газами или воздухом, вызвано химическими, физическими или механическими процессами или их сочетанием.

     В зависимости от структуры теплоизоляционные  пластмассы могут быть разделены на две группы: пенопласты и поропласты. Пенопластами называют ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием не сообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом. Поропласты - пористые пластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями. Наибольший интерес для современного индустриального строительства представляют пенополистирол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан и мипора. Пенополистирол - материал в виде белой твердой пены с равномерной замкнутопористой структурой . Пенополистирол выпускают марки ПСБС в виде плит размером 1000х500х100 мм и плотностью 25-40 кг/м3. Этот материал имеет теплопроводность 0,05 Вт/(м-°С), максимальная температура его применения 70 °С. Плиты из пенополистирола применяют для утепления стыков крупнопанельных зданий, изоляции промышленных холодильников, а также в качестве звукоизолирующих прокладок.

     Сотопласты - теплоизоляционные материалы с  ячейками, напоминающими форму пчелиных сот. Стенки ячеек могут быть выполнены из различных листовых материалов ( крафт - бумаги, хлопчатобумажной ткани, стекло - ткани и др.), пропитанных синтетическими полимерами. Сотопласты изготовляют в виде плит длиной 1-1,5 м, шириной 550 - 650 и толщиной 300 - 350 мм. Их плотность 30-100 кг/м3, теплопроводность 0,046-0,058 Вт/(м °С). прочность при сжатии 0,3-4 МПа. Применяют сотопласты как заполнитель трехслойных панелей.

     Теплоизоляционные свойства сотопастов повышаются в результате заполнения сот крошкой мипоры.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Области использование теплоизоляционных материалов.

 

     Теплоизоляция является, пожалуй, одной из самых  универсальных областей техники. По той причине, что теплоизоляция  применяется практически во всех отраслях промышленности: нефтедобывающей, металлургической, химической, пищевой, газовой промышленности, железнодорожном транспорте, строительстве, автомобилестроении, энергетике, производстве оборудования и т.д. Теплоизоляция применяется для уменьшения теплопередачи всюду, где необходимо поддерживать заданную температуру.

     Теплоизоляционный материал, как правило, выбирается исходя из характеристик объекта изоляции, требований норм энергоэффективности  и соотношений себестоимости  материалов и их долговечности.

     Теплоизоляция в строительстве.

     Широко востребованы теплоизоляционные материалы в строительстве. Их применение позволяет повысить степень индустриализации работ, поскольку они обеспечивают возможность изготовления крупноразмерных сборных конструкций и деталей, снизить массу конструкций, уменьшить потребность в других строительных материалах (бетон, кирпич, древесина и др.), сократить расход топлива на отопление зданий, уменьшить потери тепла в промышленных агрегатах. Теплоизоляционные материалы обеспечивают надлежащий комфорт в жилых помещениях, улучшают условия труда на производстве, снижают случаи травматизма.

     Применение  в строительстве, например, облегченных  кирпичных стен вместо сплошной кирпичной  кладки позволяет в 2 - 2,5 раза сократить потребность в кирпиче, цементе и извести, в 3 раза снизить массу конструкции, а также значительно уменьшить транспортные затраты.

     Хороший эффект дает использование теплоизоляционных  материалов для изоляции тепловых агрегатов, технологической аппаратуры и трубопроводов, что позволяет снизить расход топлива за счет уменьшения теплопотерь.

     В строительстве теплоизоляция применяется  для внутреннего и внешнего изолирования наружных стен зданий, кровель, полов  и т. д. Благодаря этому снижается  расход энергии на отопление и кондиционирование.

     Теплоизоляция для холодильной  техники и кондиционирования.

     Как правило, при использовании труб для холодильной техники и  воздуховодов в  кондиционировании,  на  их поверхности происходит  конденсация влаги. Конденсация  влаги не только ускоряет развитие коррозии в трубах, но  может также  вредно воздействовать на здоровье людей проживающих или работающих в зданиях. Изоляция, используемая для труб и воздуховодов в холодильной технике и кондиционировании должна предотвращать конденсацию влаги и при этом продлевать срок службы труб и снижая потери энергии.

     В корпусах или ограждающих конструкциях холодильного оборудования. Благодаря теплоизоляции возможно значительно снизить затраты энергии на поддержание требуемой температуры внутри.

     Теплоизоляция в энергетике.

     В энергетической отрасли требуют  использования теплоизоляции турбины, котлы, теплообменники, трубопроводы.

     Теплоизоляция для отопления  и водоснабжения.

     Трубопроводы  теплотрасс окружают теплоизоляцией для  уменьшения охлаждения или нагрева  передаваемого теплоносителя. Защищают от коррозии. Теплоизоляция обладает пароизолирующими (не всегда) и шумозащитными свойствами.

     Трубопроводы  с холодной водой должны быть изолированы - как для того, чтобы защитить трубы от замораживания, так  и  для предотвращения образования  конденсации и влаги на поверхности  трубы.

 

     Теплоизоляция для отопления и систем вентиляции.

     Для трубопроводов, систем кондиционирования  и охлажденной воды для чиллеров очень важно предотвращение конденсации  влаги  на поверхности.  Очевидно, для этих целей требуется закрытоячеестый  материал со встроенным паробарьером.

     Теплоизоляции для фармацевтической промышленности.

     Изоляция  должна предотвращать конденсацию  влаги, поддерживать необходимую температуру  необходимую в  процессе производства и не представлять риска загрязнения  для производства. В дополнение к этому, от изоляции требуется устойчивость к контактам с потенциальными агрессивными химическими и веществами. Armacell производит широкий ассортимент теплоизоляции, разработанный, специально для обеспечения оптимальной изоляции в фармацевтической промышленности  в целом.

     Теплоизоляция для пищевой промышленности.

     Окружающая  среда на производстве пищевых продуктов  строго контролируется, для того, чтобы  гарантировать, что еда не будет  загрязняться пылью, волокнами или  грибками. Изоляция, используемая в  этой сфере должна: сохранять энергию, поддерживать температуру носителя в течение процесса производства, предотвращать  конденсацию влаги, а так же не должна представлять угрозу загрязнения и быть способной выдерживать полный регулярный процесс тщательной очистки.

     Теплоизоляция для судостроения и нефтехимической промышленности.

     Из-за высоких затрат, особенно важно, чтобы  изоляция, используемая на этих производствах, могла как можно дольше защищать трубопроводы и оборудование от коррозии. В наиболее требовательной к окружающей среде морских нефтегазовых сооружениях - это может быть особенно трудным, но есть целый ряд изоляционных материалов и покрытий, способных противостоять воздействию такой атмосферы. В нефтеперерабатывающей сфере теплоизоляция важна для различных технологических аппаратов и резервуаров для нефтесодержащих продуктов, а также для теплообменников и насосов.

     Теплоизоляция для криогеники.

     Трубопроводы  в криогенике, должны быть заизолированными по тем же самым причинам, что  и трубопроводы в холодильной технике: для сохранения энергии, предотвращения конденсации и проблем,  связанных с коррозией труб, которые могут возникать из-за конденсации влаги.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение.

 

     Одним из важных методов благоустройства  помещения является теплоизоляция. Она дает возможность организовать защиту от нагревающих факторов, переохлаждения и чрезмерной влажности. Поэтому одними из самых необходимых стройматериалов при возведении зданий и сооружений являются утеплители. Теплоизоляция играет большую роль в создании благоприятного микроклимата и уюта в помещениях. Материалы для изоляции защищают здание от резкой смены температур и обеспечивают оптимальный уровень влажности внутри помещения. Также, качественные утеплители сводят к минимуму энергозатраты, позволяя сэкономить около 30% суммы, расходуемой на кондиционирование и отопление.

       При выборе теплоизоляционных  материалов необходимо учитывать  теплопроводность, уровень устойчивости  к высоким температурам, метод  монтажа материала и другие  критерии. Вид материала нужно подбирать в соответствии с требованиями к возводимому объекту. Например, если интересует более долгий срок эксплуатации, необходимо выбирать утеплители, имеющие высокую тепмературостойкость. Для нормального течения технологического процесса любого производства очень важно четкое соблюдение строгих тепловых режимов оборудования и промышленных конструкций. Поэтому эффективность теплоизоляции характеризуется не только лишь ее прекрасными теплоизолирующими свойствами, а также стабильностью и постоянством теплозащитных свойств конструкций во время эксплуатации.

     Теплоизоляция оборудования в промышленности выполняет  не только задачи по энергосбережению, но и создает стабильные условия  для правильного выполнения технологических  процессов. А это и соблюдение техники безопасности, и создание изначально безопасных условий труда на данном производстве. Благодаря правильному использованию теплоизоляции существенно снижается испарение нефтепродуктов, а так же обеспечивается безопасное хранение запасов сжиженных газов в хранилищах.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  литературы.

 

1. Материаловедение: учебник для студентов высших учебных заведений / Г. М. Волков, В. М. Зуев. – М. : Издательский центр «Академия», 2008. – с. 241
2. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: Учебник для вузов по специальности «Производство строительных изделий и конструкций». / Ю. П. Горлов. – М. : Высшая школа 1989 – 384 с.
3. Сидоров И. А.  Рынок теплоизоляции. Процессы, игроки, тенденции. Ж. «Кровля, фасады, изоляция». №1, 2006 г.
4. Лашманов Ю.Г., Земцов А.Н., Пономарёв В.Б. Анализ рынка минераловатных утеплителей. Теплоизоляционные материалы и изделия. Каталог-справочник. Москва, 2004 г.
5. Попов К.Н., Каддо М.Д., Строительные материалы и изделия. – М.: Высшая школа, 2002.