WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |

Отечественная энергосберегающая технология

теплоизоляции строительных конструкций

с использованием пенопласта нового поколения

http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=534

Валгин В. Д.

Аннотация В данной статье суммирована информация об энергосберегающей технологии теплоизоляции строительных конструкций многопланового назначения с использованием резольноноволачного пенопласта (РНП), получаемого на основе жидких новолачнорезольных смол и являющегося первым представителем фенолоформальдегидных (ФФ) пенопластов нового поколения. В отличие от него отечественные и зарубежные резольные ФФ пенопласты (ФРП) первого поколения получают из жидких резольных смол.

В обобщенном анализе наличной информации рассмотрено многообразие критериев в их единстве, позволяющее считать РНП на сегодняшний день по техникоэкономической эффективности наилучшим теплоизоляционным материалом для строительства. Подготовленная к производственному использованию в необходимом масштабе технология теплогидроизоляции (ТГИ) трубопроводов тепловых сетей с РНП в гидроизоляционной оболочке из пенополиэтилена (ППЭ) в России безальтернативна по сочетанию ее индустриальной простоты, высокого качества, долговечности эксплуатации и относительно низкой ее стоимости. Плиты негорючего РНП низкой плотности и низкой теплопроводности при малой их толщине в сочетании с относительно низкой стоимостью исходных компонентов при массовом производстве будут вне конкуренции среди негорючих минеральных и полимерных теплоизоляционных материалов. Высокий уровень энергосбережения обеспечивает применение плит РНП в производстве разного рода легких 2х слойных кровельных и 3х слойных стеновых панелей.

В статье приведено сравнение теплоизоляционных материалов по основным критериям.

Сопротивление теплопередаче теплоизоляционных материалов как эталон энергосбережения в каждой области их применения Материал и его назначение Плотность, кг/м Теплопроводность сухого материала, Вт/м.Ч.0С Повышение теплопроводности при увлажнении, % Теплопередача, Вт/Ч.0С Источники информации Армопенобетон, битумоперлит, битумокерамзит, битумовермикулит,слой толщ. 7см на бесканальных теплопроводах:

сухой в грунте, насыщенном водой Минераловатный войлок, слой толщ.6см на теплотрассах:

сухой увлажненный Пенополиуретан –открытоячеистый и ФФ пенопласт, слой толщ.4,5см на бесканальных и внепроходных каналах в теплотрассах:

сухой в грунте, насыщенном водой Минераловатная плита «ROCKWOOL», слой толщ.10см в легких стеновых конструкциях зданий:

сухая при 100%ной относительной влажности воздуха Плита РНП, толщ.7см в легких стеновых конструкциях зданий:

сухая при 100%ной относительной влажности воздуха Пенополиуретан закрытоячеистый, слой толщ.3,5см в навесных сэндвичпанелях стен 0,1050, 0,1470, 0, 0, 0, 0,0550, 0, 0, 0,0300, 0, 0, 1,501, 2,102, 1, 2, 0, 1,001, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 4, 5, Значения показателей в таблице приведены по источникам информации без изменений или пересчитаны автором статьи. Например, в информации (2) теплопроводность сухого армопенобетона плотностью 350 кг/м3 равна 0,09 Вт/м.Ч.0С, а при влажности 12% по массе, эквивалентной 4,2% по объему, равна 0,14 Вт/м.Ч.0С, т.е. увеличивается в 1,55 раз. Допустимо полагать, что при долговременной (до нескольких дней) 100%ной относительной влажности воздуха теплопроводность всех минеральных теплоизоляционных материалов повышается на величину примерно того же порядка. Для примера, по источнику информации (6) в дождливые дни в ноябре месяце, т.е. при 100%ной относительной влажности воздуха, влажность по объему наружного слоя бетона 3х слойной панели с ФРП была близка тем же 4%.

Наилучший по сопротивлению теплопередаче пенополиуретан (ППУ) малой плотности при малой толщине изоляционного слоя уже на протяжении десятилетий не имеют конкурента в массовом производстве холодильников и навесных стеновых панелей из профилированного металлического листа. Но на горячих трубопроводах тепловых сетей пары фреона с большим перепадом давления по толщине изоляционного слоя быстро прорывают тонкие стенки ячеек и замещаются на воздух. Поэтому, почти при одинаковом сопротивлении теплопередаче через одинаковый по толщине слой изоляции на горячей трубе предпочтительный выбор ППУ или ФФ пенопласта определяется не сопротивлением теплопередаче, а другими, более весомыми критериями.



Гидрофильные по своей природе минеральные теплоизоляционные материалы в бесканальных подземных или в непроходных каналах теплотрасс по тем или иным причинам увлажняются вплоть до значительного водонасыщения, теряя, соответственно, в большой мере изначальное сопротивление теплопередаче, а стальные трубы при контакте с мокрым теплоизоляционным материалом подвержены коррозии и достаточно быстро ржавеют. Из наличных тепловых сетей России протяженностью более 200 тыс.км в 2х трубном исчислении свыше 90% имеют минеральную теплоизоляцию. Поэтому, по разным источникам информации, от четверти до половины находятся в аварийном или предаварийном состоянии с проржавевшими трубами, а в обновленных тепловых сетях с такой изоляцией трубы ржавеют за какихто 57 лет эксплуатации. Множащиеся из года в год ремонты и перекладка теплотрасс с кажущейся дешевой минеральной изоляцией при низком ее сопротивлении теплопередаче создали нетерпимое положение в стране по масштабу бессмысленного перерасхода энергоносителей на централизованное теплоснабжение. По информации одного из руководителей кампании ОАО «Российские коммунальные системы» (7) в стране при нормальной потребности в тепле на централизованное теплоснабжение 100120 млн.т.у.т «… реально расходуется по данным Госкомстата 380 млн.т.у.т только на теплоснабжение…», а с учетом затрат «… на производство и транспортировку этого пережога 260280 млн.т.у.т, т.е. около 100 млн.т.у.т..», цена потерь приближается к 370 млн.т.у.т из 1400 млн.т.у.т, производимых в стране в год. В денежном выражении по экспортным ценам энергоносителей ежегодные потери тепла составляют в расчете по газу около 22 млрд.USD, по каменному углю около 43 млрд.USD. С учетом вынужденных постоянных ремонтов и перекладки аварийных участков тепловых сетей суммарные потери тепла оцениваются примерно в 40 млрд.USD ежегодно, а это сумма государственной значимости. Очевидно, поэтому, что государственная власть должна всеми возможными средствами исключить криминальное по существу лоббирование дальнейшего использования в теплоснабжении минеральных теплоизоляционных материалов и обеспечить замену их на пенополимеры.

В постсоветские годы в России возник вопрос конкуренции между двумя видами пенополимеров, ФФ и ППУ пенопластами, для теплоизоляции труб тепловых сетей.

На ряде предприятий в начале 70х годов минувшего века началось производство скорлуп из ФРП1 для изоляции труб тепловых сетей, а к началу 90х годов оно стало массовым. Производства скорлуп из ППУ в этот период не было, поскольку получаемый из дорогих импортных компонентов ППУ был втрое дороже. В те же годы была разработана эффективная отечественная технология ТГИ труб ФФ пенопластами рецептур ФЛ, ФРП1 и последующих рецептур с гидроизоляционной оболочкой из битумных, затем из полимерных материалов, таких как ПВХ и другие водонепроницаемые пленки и пенополиэтилен. Из предизолированных труб в разных климатических зонах (г.Ленинград и область, г.Владимир и районы области, г.Сургут) были смонтированы бесканальные теплотрассы ограниченной протяженности и производилась оценка их состояния при многолетней эксплуатации, в частности, путем вскрытия и осмотра отдельных участков этих теплотрасс. Оказалось, что первые теплотрассы эксплуатируются без аварий в г.Ленинграде и области около 30ти лет (с пенопластом ФЛ), в ряде районов Владимирской области 28 лет (с пенопластом ФРП1), в г.Сургуте 20 лет (с пенопластом–аналогом ФРП1). Контрольные вскрытия участков таких теплотрасс через несколько лет их эксплуатации показали, что их изоляция полностью сохранила все свои свойства и, что еще более важно, обеспечила защиту внешней поверхности труб от какихлибо признаков коррозии (8).

В Западной Европе 34 десятилетия тому назад началось и развивалось производство скорлуп из ППУ и изоляция ими труб тепловых сетей. Одновременно началось производство предизолированных труб с ППУ теплоизоляцией в наружной водонепроницаемой оболочке из полиэтиленовой трубы по технологии датской фирмы «Logstor Ror» и прокладка бесканальных тепловых сетей из них. Предположение об абсолютной надежности гидроизоляции теплотрассы в полиэтиленовой (ПЭ) трубе не оправдалось. Вскоре были обнаружены первые повреждения на норвежском полиэтилене, «…где на калиброванных муфтах пошли поперечные трещины, после того, как в течение недели они находились под открытым сильным солнцем, а при нормальной эксплуатации они начали растрескиваться через три года. Наружные оболочки из того же материала начали растрескиваться через 45 лет». Серии повреждений и растрескиваний зарегистрированы на материалах других производителей, британских, в частности. Автор статьи (9) справедливо объясняет растрескивание такой гидроизоляционной оболочки напряжениями в монолитном полиэтилене трубы, которые суммируются со сдвиговыми напряжениями, возникающими при удлинении горячей и укорачивании холодной стальной трубы при лишенной возможности удлинятьсяукорачиваться ПЭ трубы, защемленной грунтом. Всегда наличные напряжения в ПЭ трубе также усиливаются с увеличением перепада температур в слое теплоизоляции от поверхности контакта пенополиуретана с горячей стальной трубой до поверхности ПЭ трубы в холодном грунте.





В итоге долговременных исследований, проведенных фирмой для восстановления доверия к своей технологии производства предизолированных труб и смонтированных из них тепловых сетей, она стала использовать в производстве ПЭ труб исключительно высококачественный полиэтилен и увеличила толщину стенок ПЭ трубы для придания ей большей устойчивости к растрескиванию. Одновременно была повышена плотность слоя ППУ до 80100 кг/м3, спаянного со стальной и полиэтиленовой трубами силами адгезии. В итоге прочность ТГИ на трубе по европейскому стандарту стала достаточной для эксплуатации теплотрассы в течение не менее 30 лет. Но это привело к двух, трехкратному увеличению расхода полимерных материалов, поскольку механическая прочность слоя ППУ на трубе достаточна при плотности 3050 кг/м3.

В первые постсоветские годы некоторые отечественные бизнесмены на свои капиталы, образовавшиеся при первоначальной приватизации производств, приобрели датскую технологию производства предизолированных труб и, покупая исходные компоненты ППУ у зарубежных фирм, преимущественно у германских, создали к настоящему времени 67 заводов с единичной мощностью каждого 200450 км предизолированных труб, т.е. на 100225 км 2х трубных теплотрасс. Но они не учли, что российские климат и протяженность тепловых сетей у нас далеко не европейские у них единичная протяженность тепловых сетей измеряется десятками метров, а у нас километрами. Что у них почва в отопительный период имеет, как правило, плюсовую температуру, а у нас промерзает до 20..300С, что замороженный в почве слой полиэтилена в почве особенно хрупок, что у них температура теплоносителя в трубопроводе до 1000С, а у нас нужна от 130 до 1600С. По сочетанию всех этих причин датская ТГИ в российском использовании обречена на массовое растрескиваниеразрыв ТГИ на всю толщину в короткие сроки эксплуатации. Кроме того, при перепаде температур в слое изоляции в отопительный период, достигающем от 150 до 1800С, давление паров фреона в ячейках пенополиуретана в пограничной с ним зоне горячей трубы столь велико по отношению к давлению в пограничной зоне с ПЭ трубой, что тонкие стенки закрытых ячеек немедленно рвутся, а пары фреона под давлением находят выход наружу и замещаются воздухом. Соответственно, теплопроводность увеличивается, становясь одинаковой с теплопроводностью открытоячеистого пенопласта равной плотности и при близкой величине мелких ячеек. Поэтому, указанные бизнесмены, зная это, лукавят, вводят в заблуждение доверчивых руководителей строительных предприятий, приписывая своей ТГИ низкую теплопроводность, присущую только что полученному при вспенивании фреоном закрытоячеистому пенополиуретану.

Как показано в таблице, сухие, гидрофильные по своей природе, минераловатные плиты высокой (до 170 кг/м3) плотности отличаются от гидрофобных пенополимеров низкой (3050 кг/м3) плотности примерно в 1,9 раз большей величиной теплопередачи, а при долговременной 100%ной влажности разница в теплопередаче возрастает примерно до 2,4 раз.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.