Tepelné izolace potrubí: SNIP, výpočet, typy, zařízení

Recirkulace teplé vody je zařízení, které udržuje konstantní průtok v jednotce přívodu teplé vody. Díky této konstrukci je teplota teplé vody přesně regulována a nezávisí na provozním režimu topného zařízení.

Recirkulace je zvláště výhodná v domech vzdálených od komunikací, protože horká voda, která protéká kanály po dlouhou dobu, ztrácí teplo. V důsledku toho je toho zapotřebí více a takové výdaje nejsou oprávněné. Často je v příměstských objektech technická místnost úpravy vody výrazně vyjmuta z obytného prostoru, do kterého je nutné prodloužit dlouhé potrubí s tepelnými ztrátami.

Recirkulační jednotky jsou téměř vždy umístěny blíže k odběrům vody, v systémech, kde teplota vody stoupá: v akumulačních kamnech, sekundárních kotlových okruzích nebo nepřímotopných kotlích.

Recyklace samozřejmě vyžaduje dodatečné náklady na energii, ale pověsti o nich jsou přehnané. V topné sezóně teplo zůstává uvnitř objektu a zvyšuje teplotu vzduchu, a to již není zbytečné plýtvání. V létě lze systém vypnout.

Druhy tepelných izolací

Konstrukce recirkulace je okruh přívodu vody ze dvou kanálů uzavřených ve smyčce, který vyžaduje tepelnou izolaci. Za nejlepší možnost uspořádání systému se považují polyetylenové trubky (PEX) s nasouvacími lisovacími tvarovkami, např. STOUT PEX-a.

Jsou mnohem levnější než modely vyrobené z polypropylenu a kovoplastu a vydrží mnohem déle. Jejich instalace vyžaduje drahé vybavení, ale v případě potřeby si vystačíte s pronajatým ručním nářadím na krimpování.

1. Minerální vlna. Odolné vůči kritickým teplotám. Někteří výrobci uvádějí teplotní rozsah od -200 do +650 stupňů. Taková izolace není odolná vůči vysoké vlhkosti a její instalace je nepohodlná.
2. Pěnový polyethylen. Levný šedý potrubní materiál, žádaný v chatových a vícepodlažních stavbách. Nemá nejvyšší tepelně izolační parametry a nesnáší vlhkost a mínusové teploty.
3. Pěnová guma. Cenově dostupný, odolný proti vlhkosti a snadno se instaluje. Často se používá v klimatizačních systémech a systémech zásobování studenou vodou.

Tepelná izolace se liší nejen materiálem, ale i tvarem. Výrobky v rohožích jsou vhodné pro izolaci velkých vodovodních potrubí, kanalizací a vzduchotechnických systémů. K dispozici jsou také fólie a PVC krytiny. Slouží dlouhou dobu, jsou chráněny před mechanickým poškozením, UV zářením a mají atraktivní vzhled.

Izolace potrubí může mít lepicí vrstvu, což značně zjednodušuje instalační práce. Těsné přilnutí takového materiálu k povrchu snižuje tepelné ztráty. Kromě toho trh nabízí izolace z pěny a polyuretanové pěny a také stříkané termovrstvy.

Požadavky na tepelně izolační materiály

Podle stavebních předpisů je izolace vyžadována pro jakékoli topné systémy bez ohledu na parametry chladicí kapaliny a typ instalace potrubí. Pro maximální úsporu energie je zajištěna ochrana uzavíracích armatur, poklopů studní a komor a také spojovacích prvků.

Požadované vrstvy tepelné izolace:

1. Izolační.
2. Parozábrana.
3. Ochranný. Vyrobeno z kovu, hustého polymeru nebo netkané textilie.
4. Upevňovací prvky.

V některých situacích je vyžadováno vyztužení, aby se zabránilo deformaci zařízení a zhroucení měkkých vrstev.

Požadavky na výkon:

1. Tepelná odolnost. Izolace potrubí musí odolat vysokým teplotám (+700 stupňů v průmyslu a +105 stupňů v domácích podmínkách) bez uvolňování toxických látek.
2. Chemická odolnost. Produkty nemohou reagovat s organickými látkami.
3. Nízká tepelná vodivost.
4. Hydrofobnost. Ochranná vrstva musí odpuzovat vodu, aby nedocházelo ke korozi, zničení potrubí a nezvyšovaly se tepelné ztráty.
5. Paropropustnost. Schopnost izolace rychle schnout, když povrch kanálu navlhne.
6. Prodyšnost. Parametr, který zabraňuje vnikání prachu do materiálu.
7. Dlouhá životnost.

Výpočet objemu tepelné izolace potrubí

Tloušťka ochranné vrstvy se vypočítá s přihlédnutím k ceně materiálu, provozním nákladům, nákladům na energii a klimatickým podmínkám v konkrétním regionu. V praxi se výpočet provádí inženýrskými metodami, které zohledňují tepelný odpor tepelné izolace, parametry tepelné stability stěn koryta a zeminy za provozu a také odolnost proti prostupu tepla na rozhraní izolace a stěny kanálu.

Tepelný odpor zeminy se vypočítá pomocí Forchheimerova vzorce, který zahrnuje průměr potrubí a jeho hloubku. Pro výpočet optimální tloušťky izolační vrstvy a norem hustoty tepelného toku byl vyvinut speciální počítačový program, který lze použít na stránkách STOUT.

Kalkulačka umožňuje vypočítat objem tepelné izolace potrubí podél vnějšího povrchu konstrukce. Program vytváří konečný výsledek požadovaného objemu materiálů v metrech čtverečních a krychlových.

Příklad výpočtu tepelné izolace potrubí

Pro určení vhodné izolace je nutný výpočet požadované tloušťky a hustoty materiálu. To je nezbytné pro snížení energetických ztrát, snížení teplot potrubí a dosažení provozní bezpečnosti.

1. Teplota povrchu, který má být izolován.
2. Změny teploty v prostředí.
3. Povolené zatížení potrubí.
4. Mechanické vlivy (vibrace atd.)
5. Odhadované zatížení přímo na zařízení.
6. Náraz půdy a vozidel shora.
7. Součinitel tepelné vodivosti izolace.
8. Odolnost materiálu vůči deformaci.
9. Izolace potrubí minerální vlnou.
10. Příklad výpočtu tloušťky izolace pro zařízení.

Pokud například počítáte tepelnou izolaci pro topné zařízení:

1. vnější průměr – 0,6 m;
2. součinitel tepelné vodivosti materiálu – 0 W/(m K);
3. vnitřní – 0;
4. teplota vnější stěny – 725 K;
5. vnější povrch izolace – 333 K.

Výpočtem vychází tloušťka minimálně 0 m.

Výpočet se provádí pomocí jednoduchého vzorce Oi = 3,14 × (D + T) × T T – tloušťka tepelně izolační vrstvy;

D – vnější průměr;

Oi je objem tepelné izolace.

Normy pro tepelné izolace potrubí, SNIP

V drsných podmínkách našeho klimatu potřebují potrubní systémy a topné kanály dobrou ochranu před mrazem, korozí a špatným počasím. Proto musí být všechna vedení izolována v teplotním rozsahu od -45 do + 60 stupňů.

Tepelně izolační konstrukce jsou regulovány stavebními předpisy a předpisy (SNiP) 2.04.14-88.

Trh nabízí širokou škálu izolačních materiálů. Je důležité použít bitumen s výztuží, sklolaminát nebo sklolaminát.

Požadavky na produkt:

1. Energetická účinnost. Optimální poměr mezi cenou materiálu a náklady na tepelné ztráty po celou dobu životnosti.
2. Trvanlivost a spolehlivost. Izolační materiály musí odolávat teplotním změnám, chemickým a mechanickým vlivům bez ztráty komerční kvality.
3. Bezpečnost pro životní prostředí a lidi.

Projektování tepelných izolací potrubí

Moderní konstrukční standardy vyžadují vícevrstvé zařízení pro potrubní systémy. Často se pro tepelnou izolaci používá dvoutrubková technologie. Podle tohoto schématu je namontován tepelně ochranný kryt a všechny prvky jsou převedeny do jediné konstrukce. Povrch se stává kovovou nebo polymerovou trubkou.

Tepelně izolační vrstvy jsou vyrobeny z polyuretanové pěny litou metodou. Roztavená hmota se zavede do speciálního bednění. Ochranné pouzdro je vyrobeno z pozinkované oceli nebo polyethylenu. První materiál je vhodný do otevřeného prostoru a druhý do hluboké půdy.

Při vytváření takového ochranného pouzdra jsou měděné vodiče umístěny v izolaci na bázi polyuretanové pěny pro dálkové sledování stavu systémů a celistvosti tepelně izolační vrstvy.

Pokud produkty dorazí smontované, jsou jednoduše svařeny. K sestavení tepelně ochranného okruhu se používají teplem smrštitelné manžety nebo vrchní spojky s minerální vlnou a vrstvou fólie.

Pro přesné stanovení požadované tloušťky izolace pro střechu je nutné provést tepelně technický výpočet. Jeho podstatou je stanovit s přihlédnutím k regionu požadovaný odpor prostupu tepla Rtr a na základě jeho hodnoty vypočítat minimální tloušťku tepelné izolace. Pomocí výpočtu budete schopni získat nejpřesnější hodnotu, čímž poskytnete svému domu potřebnou ochranu před tepelnými ztrátami a nebudete přeplácet nadměrnou tloušťku materiálu.

Co je odpor přenosu tepla

Tepelný odpor R je míra, která odráží, jak dobře konstrukce odolává prostupu tepla. Čím vyšší R, tím lépe chrání interiér domu před tepelnými ztrátami. Parametr se vypočítá podle vzorce: R = β/λ, kde β je tloušťka materiálu (m), λ je součinitel tepelné vodivosti (W/m 2 ⸱°C). Hodnota R závisí na nich a lze je vypočítat pomocí vzorce. Jako izolaci si vezměme například kamennou vlnu. Jeho λ lze snadno zjistit na internetu nebo ve specifikacích výrobce, průměrná hodnota je 0,038 W/m 2 ⸱°C. Tloušťka β kamenné vlny zůstává neznámá, stejně jako hodnota R, kterou vypočítáme později.

Vypočteme požadovaný odpor prostupu tepla Rtr

1. Určete GSOP – denostupně topného období (°C⸱den/rok). Vzorec pro výpočty je následující: GSOP = (tv – tav) ⸱ z, kde tv je standardní teplota v místnosti (pro obytné prostory je 18 °C), tav je průměrná teplota za topnou sezónu, z je doba trvání otopné sezóny ve dnech (odpovídá počtu dnů, kdy je teplota nižší než +8 °C). Poslední 2 hodnoty jsou uvedeny v tabulce a na mapě.

1. Na základě hodnoty GSOP nastavte Rtr podle tabulky 3 SP 50.13330.2012 „Tepelná ochrana budov“.

Pokud se v Moskvě staví dům, pak v souladu s tabulkou GSOP bude (18 – (–3,1) ⸱ 214 = 4500 °C⸱den/rok. V tabulce 3 SP 50.13330.2012 je tato hodnota bližší na 4000, takže Rtr se rovná 4,2 (ze sloupce „Nátěry a podlahy nad příjezdovými cestami“).

Je dobré vědět! Hodnotu Rtr můžete objasnit interpolací. Jednoduše vytvoříme poměr: v našem příkladu to bude 4000/4500 = 4,2/X, odkud X = 4,2 ⸱ 4500/4000 = 4,73 °C⸱den/rok.

Stanovení minimální tloušťky izolace

V uvažovaném příkladu jsme dostali:

• Rtr pro Moskvu se rovná 4,73 °C⸱den/rok;
• Součinitel tepelné vodivosti λ pro kamennou vlnu je 0,038 W/m 2 ⸱°C.

Při výpočtech je však důležité vzít v úvahu, že celková hodnota R pro střechu je součtem odporu přenosu tepla všech vrstev: parozábrana, izolace, hydroizolace, dokončovací nátěr. Pokud si představíte vzorec pro strukturu složenou z několika vrstev, bude to vypadat takto:

kde R0, R1, R2, Rn je odpor prostupu tepla jednotlivých vrstev, n je celkový počet vrstev v konstrukci (v případě střechy se jedná o parozábranu, izolaci, hydroizolaci, povrchovou úpravu), Rв a Rсн jsou odpor prostupu tepla vzduchové vrstvy stěny uvnitř a vně, který se pro zjednodušení výpočtů obvykle bere jako celkem 0,16 m 2 ⸱°C/W.

Pro výpočty budete také potřebovat hodnoty tloušťky a koeficient tepelné vodivosti zbývajících vrstev: parotěsná zábrana, hydroizolace, povrchová úprava. V každém případě budou individuální. Vezměte si například následující střešní koláč:

• obložení desky – 25 mm a 0,017 W/m 2 ⸱°C
• parozábrana – 0,18 mm a 0,038 W/m2 ⸱°C;
• hydroizolace – 2,1 mm a 0,032 W/m 2 ⸱°C;
• kovové dlaždice – 0,45 mm a 52 W/m 2 ⸱°C.

Příklad skladby střešní krytiny pro příklad výpočtu tloušťky izolace

Na základě toho vzorec Rtr = β/ λ + β₁/ λ₁ + β₂/ λ₂ + … + β_n/ λ_n + Rn + Rв + Rсн to nakonec bude vypadat takto:

4,73 = 25/0,017 + 0,18/0,038 + X/0,038 + 2,1/0,032 + 0,45/52 + 0,16.

Požadovaná tloušťka izolace X bude tedy rovna:

X = (4,73 – 0,025/0,017 – 0,00018/0,038 – 0,0021/0,032 – 0,00045/52) ⸱ 0,038 = (4,73 – 1,47 – 0,0047 – 0,066 0,000009 0,16 = 0,038 m nebo 0,115 cm.

Ukazuje se, že minimální tloušťka kamenné vlny pro izolaci střechy v uvažovaném příkladu by měla být alespoň 11,5 cm, místo hodnoty λ = 0,038 můžete nahradit součinitel tepelné vodivosti jinou izolací, například stříkanou polyuretanovou pěnou -A = 0,028. V tomto případě bude tloušťka X = (4,2 – 1,47 –0,0047 – 0,066 – 0,000009 – 0,16) ⸱ 0,028 = 0,0848 m nebo 8,5 cm.

Dobré vědět! Z výpočtů můžeme usoudit, že čím nižší je součinitel tepelné vodivosti λ, tím menší bude minimální tloušťka izolace, to znamená, že čím méně tepla propustí, tím tenčí vrstva může být. To je třeba vzít v úvahu při výběru tepelné izolace pro střechu.

Konečně,

Aby bylo možné přesně vypočítat požadovanou tloušťku izolace, je nutné provést výpočet, který zohledňuje klimatické vlastnosti stavební oblasti. Tímto způsobem můžete určit optimální hodnotu – ne přehnanou a ne příliš nízkou. Díky tomu bude izolace plnit svou funkci na 100% a vyhnete se přeplatkům z důvodu nákupu silné tepelné izolace, která není nutná.

Pokud není možné provést výpočty, můžete použít průměrné hodnoty. V mírném klimatu je tloušťka izolace z minerální vlny pro střechu nejméně 100 mm, v severních oblastech – od 150 do 200 mm. Pokud se použije pěnový polystyren, hodnoty budou 60 a 80-100 mm. Hlavní věcí není dělat tepelnou izolaci tenčí, aby se ušetřily peníze, protože to v budoucnu povede ke zvýšení nákladů na vytápění.