ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Метод изоляции или отделения одного теплопроводящего тела от другого с помощью не проводящего тепло материала с целью уменьшения или предотвращения передачи тепла; также теплоизолирующий материал или конструкция. Теплота - форма энергии, которая обычно ассоциируется с визуальным восприятием таких явлений, как огонь, пар или кипящая вода. Эти очевидные представления о теплоте в действительности охватывают лишь незначительную часть явления. Все тела содержат то или иное количество тепла, если их температура отлична от температуры абсолютного нуля (-273,16° C), при которой прекращается движение молекул. Полная теплоемкость тела определяется его массой, удельной теплоемкостью и температурой и, вообще говоря, зависит от выбранной температуры отсчета, например, температуры абсолютного нуля, замерзания или кипения.
Формы и составы изоляции. Теплоизоляция может иметь разные состав и форму, что определяется конкретной сферой ее применения. По составу она может быть животной, растительной или минеральной, а также комбинацией из материалов этих типов. Теплоизоляционные материалы, в силу характера своего использования, как правило, являются легкими и непрочными. За исключением некоторых специфических теплоизоляционных материалов, таких, как кирпичи, строительные блоки и доски, которые имеют достаточно высокую механическую прочность, у большинства изоляционных материалов прочность невелика.
Заполняющая теплоизоляция. Изоляция-заполнитель обычно заливается или засыпается в пространство между несущими элементами конструкции. К теплоизоляционным материалам этого рода относятся, например, асбестовый порошок, пробковая крошка, диатомит, измельченный гипс, минеральная вата (базальтовая, шлаковая или стеклянная), резаная бумага, порошок магнезии, порошок силикагеля, древесные опилки, гранулы вермикулита (вспученной слюды), пемза, перлит и легкие шлаки. Некоторые теплоизолирующие заполнители используются как связующие в легких бетонах.
Гибкие формы. Теплоизоляционные материалы этого рода (маты, листы, ватные прокладки и войлок) позволяют осуществлять теплоизоляцию путем обертывания, прибивания гвоздями или с помощью клея. Это особенно удобно для неплоских поверхностей. Гибкие теплоизоляционные материалы могут содержать асбестовый войлок, тростник, конский волос, хлопок, пеньку, джут, капок, минеральную вату, бумагу, морские водоросли, губчатую резину и древесные волокна. Некоторые из них включают те или иные поверхностно-упрочняющие вещества.
Жесткая теплоизоляция. Теплоизоляция такого рода может иметь форму блоков, досок, кирпичей, листов или пластин. Многие теплоизоляционные конструкции этого рода представляют собой комбинацию различных исходных материалов с внутренними связями, воздушными прослойками и обработкой поверхности (либо без них). Жесткая теплоизоляция прибивается гвоздями или крепится проволокой либо с помощью клея. В ее состав могут входить асбест, силикат кальция, стеклянные шарики, ацетат целлюлозы, пробка, диатомит, обожженная глина, гипс, тальк, тростник, минеральная вата, бумага, губчатая резина, солома, вермикулит и дерево. В строительстве изоляционные панели используются в качестве защитного покрытия как основа для нанесения штукатурки и для внутренней отделки. Такое использование теплоизоляционных материалов больше зависит от их прочности, внешнего вида или звукопроницаемости, чем от теплоизоляционной способности.
Теплоизоляция для труб. Трубная теплоизоляция формуется в виде полуцилиндров, соответствующих диаметру труб, а для труб большого размера - в виде отдельных сегментов, либо применяются гибкие формы изоляции. В некоторых случаях для трубопроводов используется изоляция-заполнитель, которая укладывается между поверхностью трубы и защитной оболочкой. Жесткая изоляция крепится к трубе лентой или проволокой; гибкая изоляция наматывается на трубу и закрепляется шпагатом или проволокой. Жесткой теплоизоляцией для труб могут служить асбест, силикат кальция, стеклянные шарики, пробка, диатомит, тальк, минеральная вата и вермикулит. Гибкие формы включают шерстяной войлок и минеральную вату. В трубах, поставляемых вместе с теплоизоляцией, используется асбестовое волокно или минеральная вата.
Цементы. Изолирующие цементы выпускаются в виде сухого порошка или небольших шариков и требуют только добавления воды, чтобы получился раствор нужной консистенции. Они используются на оборудовании, имеющем сложные обводы, например, на кранах, трубной арматуре и турбинах, а также в качестве наружного покрытия для других форм изоляции. Теплоизоляционные композиции включают асбест, диатомит, тальк, вермикулит и перлит.
Отражательные покрытия. Отражательные покрытия эффективно снижают лучистый теплообмен, когда поверхности с низкой степенью черноты обращены в открытое пространство. В качестве отражателя широко используется алюминиевая фольга. Она производится в виде однослойной или многослойной композиции с бумажной подложкой или без нее и используется в комбинации с изоляционными панелями, гибкой и трубной изоляциями. Стальные листы толщиной ок. 0,15 мм также используются в качестве отражателей, главным образом в холодильной технике.
Выбор теплоизоляции. Выбор различных типов изоляции для конкретных применений определяется в основном способностью материала не разрушаться в условиях длительного воздействия рабочего диапазона температур. Животные, растительные и минеральные композиции могут применяться при температурах, не превышающих 80-90° С, характерных для холодильных установок и строительных технологий. Большинство минеральных композиций можно использовать при температурах до 315° С, а некоторые из них могут применяться в диапазоне температур от -20 до 980° С. Выше 980° С используются диатомит и легкий огнеупорный кирпич. Выбор того или иного типа изоляции зависит в основном от ее физико-механических свойств и назначения. Например, в случае больших нагрузок на перекрытия (в холодильных камерах и мартеновских печах) прочность изоляции на сжатие может иметь большее практическое значение, чем теплопроводность. Для авиационной техники и вообще на транспорте обычно предпочтительнее легкие типы изоляции с большим термическим сопротивлением. Легкость установки теплоизоляции имеет решающее значение при выборе теплоизоляционного материала, поскольку во многих случаях стоимость установки превышает стоимость самой изоляции. Основные сферы использования изоляции - электротехническое оборудование, строительные сооружения, энергетическое и обрабатывающее оборудование и транспорт.
См. также
КОНСТРУКЦИОННЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ;
ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА;
ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА.
ЛИТЕРАТУРА
Практические расчеты тепловой изоляции. М., 1976 Грушман Р.П. Справочник теплоизолировщика. Л., 1980 Тепловая изоляция. М., 1985 Хижняков С.В.