Материал: Градостроительство, инфраструктура, коммуникации

тем, что в ней находится огромное количество нежелательных примесей. Самые простые механические примеси – глина, песок, грязь; также имеются продукты коррозии передающихся поверхностей, трубопроводов и других элементов системы, постоянно соприкасающиеся с водой. Предупредить возникновение коррозии возможно при наличии точного понимания причины ее появления.

Наиболее частая причина, возникновения коррозии водогрейных котлов – это карбонатные отложения, при использовании воды с повышенной жесткостью. Удаление этих отложений возможно при промывке теплообменника.

В результате присутствия солей жесткости, накипь образуется даже при очень низкой температуре в отопительном оборудовании. Так, при нагреве воды до температуры болеее 130 °С, растворимость сульфата кальция снижается, итог – слой плотной накипи.

Деаэрация является главной задачей при подготовке воды в системах теплоснабжения, так как является основной защитой от коррозии в простое, увеличивая срок эксплуатации оборудовании. Выбор деаэрационной установки принимается после проведения техникоэкономических расчетов на данном объекте.

Выводы. Системы теплоснабжения на протяжении многих лет являются объектами разрушения под действием коррозии и энергетических потерь. Применение нового оборудования требует более строгих требований к качеству воды для систем теплоснабжения. Целесообразен повышенный контроль водно-химического состава тепловых сетей. Необходимо вести контроль внутренней коррозии тепловых сетей путем анализа сетевой воды и установки индикатора в характерных точках. Что касается внешней коррозии от блуждающих токов, то целесообразна своевременная проверка теплопроводов не реже одного раза в три года.

Совокупное использование нескольких методов защиты от коррозии дает возможность бесперебойного обеспечения потребителей горячей водой и теплом.

Библиографический список

1.Медведева М.Л, Мурадов А.В, Прыгаев А.К. Коррозия и защита магистральных трубопроводов и резервуаров: учеб. пособие для вузов нефтегазового профиля. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013. 250 с.

2.Ярославцева О.В. Теория и технология электрохимических методов защиты от коррозии: учеб.– метод. пособие / О.В. Ярославцева, В.М. Рудой, Н.И. Останин, Т Н. Останина, А.А. Трофимов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. 96 с.

3.Гришанович А.И., Татаринов Я.С. Исследование коррозионных процессов металлических конструкций // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2017. №3 (8). С. 46–51.

4.Оценка технического состояния тепловых сетей в РФ / Н.М. Попова, В.Е. Таран, Н.А. Петрикеева, Д.М. Чудинов // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2021. №1 (22). С. 16–21.

5.СП 124.13330.2012. Тепловые сети. Актуализированные редакция СНиП 41-02-2003. М.: Изд-во стандартов, 2012. 74 с.

6.Реконструкция инженерного оборудования жилых зданий / О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов, Н.А. Петрикеева, Н.М. Попова // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения. 2018.№1. С. 216–223.

7.Петрикеева Н.А., Березкина Л.В., Колосов А.И. Зависимость концентрации оксидов азота от величины теплопотерь с уходящими дымовыми газами теплогенерирующих установок // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. 2010. №2 (18). С. 121–125.

8.Чуенко А.А., Ахтямов Р.Г. Расчет катодной защиты магистральных трубопроводов от электрохимической коррозии // Проблемы обеспечения безопасности (Безопасность 2020): материалы II Международной научно-практической конференции. 2020. С. 121–124.

9.Хорошилова Е.Л., Петрикеева Н.А., Попова Н.М. Повышение противокоррозионных свойств защиты газонефтепроводов // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2018. №2 (11). С. 42–49.

Для цитирования: Гасанов З.С., Горлова А.В., Харин С.О. Защита от коррозии в системах теплоснабжения // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2021. № 4 (25). С. 16–25.

25

УДК 699.86

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Е. С. Аралов, Б. М. Кумицкий, Д. О. Бугаевский

Воронежский государственный технический университет Е. С. Аралов, ст. преподаватель кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела

Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271–53–21, e-mail: vgtu.aralov@yandex.ru

Б. М. Кумицкий, канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271–53–21, e-mail: boris-kum@mail.ru

Д. О. Бугаевский, ассистент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271–53–21, e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

Постановка задачи. В настоящее время выбор материалов, используемых в качестве утеплителя, достаточно широк. Наиболее популярными в Воронежской области являются минеральная вата, пенополистирол, керамзит. В данной статье проведено сравнение технических характеристик наиболее распространенных теплоизоляционных материалов.

Результаты. Предложены некоторые рекомендации по выбору теплоизоляции для наружных стен на основании приведенных расчётов. Определен наиболее эффективный утеплитель посредством сравнения коэффициентов теплопередачи.

Выводы. Результаты проведённого исследования позволяют сделать вывод о тот, что теплолен и пластмигран являются наиболее эффективными теплоизоляционными материалами, применяемыми при строительстве наружных ограждающих конструкций. Но стоимость этих материалов в разы выше, чем у традиционных утеплителей, что является весомым аргументом в пользу других теплоизоляционных материалов. Учитывая современные тенденции рынка, наиболее выгодным вариантом утеплителя наружных стен как с технической, так и с экономической точки зрения являются материалы: минеральная вата, пенополистирол.

Ключевые слова: утеплитель, материал, теплоизоляционный материал, коэффициент теплопередачи, термическое сопротивление.

Введение. Основной функцией утеплителя является препятствие теплообмену между внешней и внутренней средами, находящимися по обе стороны ограждения. Знание эксплуатационных характеристик материалов поможет не ошибиться с выбором утеплителя и минимизировать теплопотери через ограждающие конструкции. При выборе материала для утепления необходимо обратить внимание на следующие технические показатели: гигроскопичность, водопоглощение, воздухопроницаемость, химическую стойкость, биостойкость, пластичность, огнеупорность [1].

Районом исследования выбран город Воронеж, в котором в настоящее время ведется активная застройка. Так как город находится в зоне умеренного климата, при проектировании здания необходимо предусмотреть теплоизоляцию стен.

1. Анализ существующих видов теплоизоляционных материалов. В настоящее время выбор материалов, используемых в качестве утеплителя, достаточно широк − пенополистирол, пенопласт, минеральная вата, стекловолокно, керамзит, вспененный полиэтилен и другие. Наиболее популярными в Воронежской области являются минеральная вата, пенополистирол, керамзит.

_______________________________________________________________________________________

© Аралов Е. С., Кумицкий Б. М., Бугаевский Д. О., 2021

26

Подробнее рассмотрим эксплуатационные свойства каждого материала.

Минеральной ватой называется материал, состоящий из переплетенных между собой тонких волокон стекловидной формы. В зависимости от особенностей производства минеральная вата бывает трех видов: каменная минеральная вата, на основе шлака, на основе стекловолокна. Отметим ряд преимуществ данного материала. Минеральная вата не расплавляется при температурах до 1000 °С, её состав устойчив к различному роду химических воздействий, устойчив перед плесенью и грибком, не подвергается атакам грызунов, не дает усадки благодаря высокой плотности, является отличным звукоизолятором. Но у данного утеплителя есть ряд недостатков. Для нормального функционирования минеральной ваты её необходимо использовать в комплексе с материалами гидроизоляционного и пароизоляционного характера. Существует риск попадания волокон минеральной ваты на кожу, что приводит к её раздражению. С учетом всех эксплуатационных характеристик срок службы данного материала составляет более 45 лет [1, 2].

Пенополистиролом называют материал, полученный в результате вспенивания легкокипящей жидкости. Основными эксплуатационными свойствами данного утеплителя являются высокая гигроскопичность, что приводит к уменьшению затрат на отопление и увеличению срока службы, паропроницаемость, прочность, хорошо реагирует на контакт с растительностью и грунтом, что обуславливается его биологической устойчивостью. К недостатку пенополистирола можно отнести горючесть, реакцию на природные осадки и восприимчивость к воздействию УФ лучей [1, 2]. Производители утверждают, что срок службы пенополистирола составляет 60−80 лет, однако верить этим цифрам не стоит, можно рассчитывать максимум на 30−35 лет качественной теплоизоляции.

Керамзитом называют материал, полученный в результате обжига гранул глины. Такой способ производства позволяет считать керамзит экологически чистым материалом. К основным эксплуатационным свойствам керамзита можно отнести: прочность, шумоизоляцию, морозоустойчивость, огнестойкость, биологическую стойкость, ввиду малого веса материала отсутствует необходимость в применении мощного основания. Основными недостатками материала являются высокий коэффициент влагопоглощения и хрупкость [1, 3].

Самые доступные и популярные теплоизоляционные материалы, которые приобретаются в любом строительном магазине, были рассмотрены выше. Далее исследуем новинки современного рынка − фибролит, пластмигран, теплолен. Для начала выясним, что представляет собой каждый из перечисленных материалов.

Всем известен фибролит, как древесно-стружечный утеплитель, применяемый ещё в далеком СССР. Но инновационные разработки не стоят на месте, и сейчас фибролит выступает в роли усовершенствованного материала, созданного на основе жидкого стекла, древесного волокна и портландцемента. Производители утверждают, что срок службы данного материала достигает 100 лет. Этот утеплитель обладает рядом достоинств: сейсмостойкостью, морозостойкостью, влагостойкостью, устойчивостью к грибковым поражениям, высокой шумо- и теплоизоляцией, удобством монтажа [4]. Наряду с уникальными свойствами фибролита существует один недостаток – цена, которая в несколько раз превышает стоимость традиционных материалов.

Пластмигран представляет собой волокнистый материал, созданный на базе пыли полистирола и частиц минеральной ваты. После смешения этих компонентов, однородную массу помещают в металлический модуль с перфорацией. Далее под высоким давлением масса продувается паром. Экологичность материала достигается за счет отсутствия химических добавок при производстве. Пластмигран непроницаем для влаги, устойчив к химическим и биологическим воздействиям [3]. Недостатками данного теплоизоляционного материала является дороговизна и дефицит на отечественном рынке.

27

Теплолен не является инновационной разработкой последних лет, но в нашей стране он сравнительно недавно попал на рынок. Теплолен это материал, созданный на базе льняного волокна. Утеплитель в силу своего природного происхождения является экологически чистым продуктом. К ряду достоинств теплолена относятся хорошие звукоизоляционные свойства, устойчивость к температурам и микроорганизмам, простота монтажа, отсутствие усадки и долговечность [1, 3]. К недостаткам можно отнести стоимость данного теплоизоляционного материала, которая достаточно высока, а также дополнительную пропитку от огня и влаги.

2. Определение эффективности различных видов теплоизоляционных материалов. Для проведения исследования необходимо сравнить коэффициент теплопередачи каждого теплоизоляционного материала (табл. 1). Источником исходных данных является СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» [5].

Для дальнейших исследований рассчитан коэффициент теплопередачи слоя в конструкции многослойного ограждения, K , Вт/(м2·°С) по формуле [1, 2]

где R − термическое сопротивление теплоизоляционного слоя в конструкции многослойного ограждения, (м2·°С)/Вт, определяемое по формуле

где δ − толщина слоя утеплителя, м; λ − коэффициент теплопроводности материалаутеплителя, Вт/(м·°С).

Результаты расчетов для выбранных материалов приведены в табл. 2.

На основании расчетов, представленных выше, были построены график зависимости термического сопротивления слоя материала от его толщины (рис. 1) и график зависимости коэффициента теплопередачи от термического сопротивления (рис. 2).

Рис. 1. Зависимость термического сопротивления слоя теплоизоляции от его толщины:

1 – пенополистирол, 2 – минеральная вата, 3 – керамзит, 4 – фибролит, 5 – пластмигран, 6 – теплолен

Рис. 2. Зависимость коэффициента теплопередачи от термического сопротивления:

1 – пенополистирол, 2 – минеральная вата, 3 – керамзит, 4 – фибролит, 5 – пластмигран, 6 – теплолен

29