Настоящие строительные нормы и правила разработаны с учетом современных тенденций в проектировании промышленной тепловой изоляции и рекомендаций международных организаций по стандартизации и нормированию.
Нормативный документ содержит требования к теплоизоляционным конструкциям, изделиям и материалам, входящим в состав конструкций, нормы плотности теплового потока с изолируемых поверхностей оборудования и трубопроводов с положительными и отрицательными температурами при их расположении на открытом воздухе, в помещении, непроходных каналах и при бесканальной прокладке. В документе приведены правила определения объема и толщины уплотняющихся волокнистых теплоизоляционных материалов в зависимости от коэффициента уплотнения.
Настоящие нормы разработаны: канд. техн. наук Б.М. Шойхет
(руководитель работы), Л.В. Ставрицкая
, канд. техн. наук В.Г. Петров-Денисов
(ОАО «Инжиниринговая компания по теплотехническому строительству ОАО «Теплопроект»), В.А. Глухарев
(Госстрой России); Л.С. Васильева
(ФГУП ЦНС).
В работе принимали участие: канд. техн. наук Е.Г. Овчаренко
, B.C. Жолудов
(Союз «Концерн СТЕПС»); А.С. Мелех
(ЗАО «Холдинговая Компания «Ростеплоизоляция»»); канд. техн. наук Я.А. Ковылянский
, А.И. Коротков
, канд. техн. наук Г.Х. Умеркин
(ОАО ВНИПИЭнергопром); В.Н. Якуничев
(СПКБ филиал АО «Фирма «Энергозащита»»); канд. техн. наук А
.В
. Сладков
(ГУП «НИИ Мосстрой»).
СНиП 41-03-2003
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ
DESIGNING OF THERMAL INSULATION OF EQUIPMENT AND PIPE LINES
Настоящие нормы и правила следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции наружной поверхности оборудования, трубопроводов, газоходов и воздуховодов, расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600 °С, в том числе трубопроводов тепловых сетей при всех способах прокладки, и предназначенной для обеспечения их эксплуатационной надежности, безопасной эксплуатации и необходимого уровня энергосбережения. При проектировании необходимо соблюдать требования к тепловой изоляции, содержащиеся в нормах технологического проектирования и других нормативных документах, утвержденных или согласованных Госстроем России.
Настоящие нормы не распространяются на проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих и транспортирующих взрывчатые вещества, изотермических хранилищ сжиженных газов, зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ, атомных станций и установок.
Плотность теплоизоляционного материала
ρ, кг/м3
, - величина, определяемая отношением массы материала ко всему занимаемому им объему, включая поры и пустоты.
Коэффициент теплопроводности
λ, Вт/(м·К), - количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице.
Расчетная теплопроводность -
коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала в эксплуатационных условиях с учетом его температуры, влажности, монтажного уплотнения и наличия швов в теплоизоляционной конструкции.
Паропроницаемость
μ, мг/(м·ч·Па), - способность материала пропускать водяные пары, содержащиеся в воздухе, под действием разности их парциальных давлений на противоположных поверхностях слоя материала.
Температуростойкость
- способность материала сохранять механические свойства при повышении или понижении температуры. Характеризуется предельными температурами применения, при которых в материале обнаруживаются неупругие деформации (при повышении температуры) или разрушение структуры (при понижении температуры) под сжимающей нагрузкой.
Уплотнение теплоизоляционных материалов
- монтажная характеристика, определяющая плотность теплоизоляционного материала после его установки в проектное положение в конструкции. Уплотнение материалов характеризуется коэффициентом уплотнения,
значение которого определяется отношением объема материала или изделия к его объему в конструкции.
Теплоизоляционная конструкция -
это конструкция, состоящая из одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала (изделия), защитно-покровного слоя и элементов крепления. В состав теплоизоляционной конструкции могут входить пароизоляционный, предохранительный и выравнивающий слои.
Многослойная теплоизоляционная конструкция
- это конструкция, состоящая из двух и более слоев различных теплоизоляционных материалов.
Покровный слой
- элемент конструкции, устанавливаемый по наружной поверхности тепловой изоляции для защиты от механических повреждений и воздействия окружающей среды.
Пароизоляционный слой -
элемент теплоизоляционной конструкции оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, предохраняющий теплоизоляционный слой от проникновения в него паров воды вследствие разности парциальных давлений пара у холодной поверхности и в окружающей среде.
Предохранительный слой
- элемент теплоизоляционной конструкции, входящий, как правило, в состав теплоизоляционной конструкции для оборудования и трубопроводов с температурой поверхности ниже температуры окружающей среды с целью защиты пароизоляционного слоя от механических повреждений.
Температурные деформации -
тепловое расширение или сжатие изолируемой поверхности и элементов конструкции под воздействием изменения температурных условий при монтаже и эксплуатации изолируемого объекта.
Выравнивающий слой
- элемент теплоизоляционной конструкции, выполняемый из упругих рулонных или листовых материалов, устанавливается под мягкий покровный слой (например, из лакостеклоткани) для выравнивания формы поверхности.
4.1
Теплоизоляционная конструкция должна обеспечивать нормативный уровень тепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей, требуемые параметры теплохолодоносителя при эксплуатации.
4.2
Конструкции тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должны отвечать требованиям:
- энергоэффективности - иметь оптимальное соотношение между стоимостью теплоизоляционной конструкции и стоимостью тепловых потерь через изоляцию в течение расчетного срока эксплуатации;
- эксплуатационной надежности и долговечности - выдерживать без снижения теплозащитных свойств и разрушения эксплуатационные, температурные, механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срока эксплуатации;
- безопасности для окружающей среды и обслуживающего персонала при эксплуатации.
Материалы, используемые в теплоизоляционных конструкциях, не должны выделять в процессе эксплуатации вредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации, а также болезнетворные бактерии, вирусы и грибки.
4.3
При выборе материалов и изделий, входящих в состав теплоизоляционных конструкций для поверхностей с положительными температурами теплоносителя (20 °С и выше), следует учитывать следующие факторы:
- месторасположение изолируемого объекта;
- температуру изолируемой поверхности;
- температуру окружающей среды;
- требования пожарной безопасности;
- агрессивность окружающей среды или веществ, содержащихся в изолируемых объектах;
- условия монтажа (стесненность, высотность, сезонность и др.).
Теплоизоляционная конструкция трубопроводов тепловых сетей подземной бесканальной прокладки должна выдерживать без разрушения:
- воздействие грунтовых вод;
- нагрузки от массы вышележащего грунта и проходящего транспорта.
При выборе теплоизоляционных материалов и конструкций для поверхностей с температурой теплоносителя 19 °С и ниже и отрицательной дополнительно следует учитывать относительную влажность окружающего воздуха, а также влажность и паропроницаемость теплоизоляционного материала.
4.4
В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с положительной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:
- теплоизоляционный слой;
- покровный слой;
- элементы крепления.
4.5
В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с отрицательной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:
- теплоизоляционный слой;
- пароизоляционный слой;
- покровный слой;
- элементы крепления.
Пароизоляционный слой следует предусматривать при температуре изолируемой поверхности ниже 12 °С. Необходимость устройства пароизоляционного слоя при температуре выше 12 °С следует предусматривать для оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, если расчетная температура изолируемой поверхности ниже температуры «точки росы» при расчетном давлении и влажности окружающего воздуха.
Необходимость установки пароизоляционного слоя в конструкции тепловой изоляции для поверхностей с переменным температурным режимом (от положительной к отрицательной температуре и наоборот) определяется расчетом для исключения накопления влаги в теплоизоляционной конструкции.
Антикоррозионные покрытия изолируемой поверхности не входят в состав теплоизоляционных конструкций.
4.6
В зависимости от применяемых конструктивных решений в состав конструкции дополнительно могут входить:
- выравнивающий слой;
- предохранительный слой.
Предохранительный слой следует предусматривать при применении металлического покровного слоя для предотвращения повреждения пароизоляционных материалов.
5.1
В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20 °С до 300 °С для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3
и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м·К) при средней температуре 25 °С.
Допускается применение асбестовых шнуров для изоляции трубопроводов условным проходом до 50 мм включительно.
5.2
В качестве первого теплоизоляционного слоя многослойных конструкций теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурами содержащихся в них веществ в диапазоне от 300 °С и более допускается применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 350 кг/м3
и коэффициентом теплопроводности при средней температуре 300 °С не более 0,12 Вт/(м · К).
5.3
В качестве второго и последующих теплоизоляционных слоев конструкций теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ 300 °С и более для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3
и коэффициентом теплопроводности при средней температуре 125 °С не более 0,08 Вт/(м · К).
5.4
Для теплоизоляционного слоя трубопроводов с положительной температурой при бесканальной прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м3
и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м · К) при температуре материала 25 °С и влажности, указанной в соответствующих государственных стандартах или технических условиях.
5.5
Для теплоизоляционного слоя оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3
и расчетной теплопроводностью в конструкции не более 0,05 Вт/(м · К) при температуре веществ минус 40 °С и выше и не более 0,04 Вт/(м · К) - при минус 40 °С.
При выборе материала теплоизоляционного слоя поверхности с температурой от 19 до 0 °С следует относить к поверхностям с отрицательными температурами.
5.6
Материалы, применяемые в качестве теплоизоляционного и покровного слоев в составе теплоизоляционной конструкции оборудования и трубопроводов, должны быть сертифицированы (иметь гигиеническое заключение, пожарный сертификат, сертификат соответствия качества продукции).
5.7
Конструкция тепловой изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке должна обладать прочностью на сжатие не менее 0,4 МПа.
При бесканальной прокладке тепловых сетей следует преимущественно применять предварительно изолированные в заводских условиях трубы с изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке (ГОСТ 30732) или армопенобетона с учетом допустимой температуры применения материалов и температурного графика работы тепловых сетей.
Применение засыпной изоляции трубопроводов при подземной прокладке в каналах и бесканально не допускается.
5.8
При бесканальной прокладке предварительно изолированные трубопроводы с изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке должны быть снабжены системой дистанционного контроля влажности изоляции.
5.9
Не допускается применять асбестосодержащие теплоизоляционные материалы для конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами содержащихся в них веществ и для изоляции трубопроводов подземной прокладки в непроходных каналах.
5.10
При выборе теплоизоляционных материалов и покровных слоев следует учитывать стойкость элементов теплоизоляционной конструкции к химически агрессивным факторам окружающей среды, включая возможное воздействие веществ, содержащихся в изолируемом объекте.
Не допускается применение теплоизоляционных материалов, содержащих органические вещества, для изоляции конструкций оборудования и трубопроводов, содержащих сильные окислители (жидкий кислород).
Для металлических покрытий должна предусматриваться антикоррозионная защита или выбираться материал, не подверженный воздействию агрессивной среды.
5.11
Для оборудования и трубопроводов, подвергающихся ударным воздействиям и вибрации, рекомендуется применять теплоизоляционные изделия на основе базальтового супертонкого или асбестового волокна.
Для объектов, подвергающихся вибрации, при применении штукатурных защитных покрытий следует предусматривать оклейку штукатурного защитного покрытия с последующей окраской.
5.12
При проектировании объектов с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями к содержанию пыли в воздухе помещений в конструкциях теплоизоляции не допускается применение материалов, загрязняющих воздух в помещениях.
Допускается применение теплоизоляционных изделий на основе минеральной ваты вида ВМСТ и ВМТ по ГОСТ 4640 с диаметром волокна не более 5 мкм или изделий из супертонкого стекловолокна в обкладках со всех сторон из стеклянной или кремнеземной ткани и под герметичным защитным покрытием.
5.13
В конструкциях тепловой изоляции, предназначенных для обеспечения заданной температуры на поверхности изоляции, в качестве покровного слоя рекомендуется применять материалы со степенью черноты не ниже 0,9 (с коэффициентом излучения не ниже 5,0 Вт/(м2
· К4
).
5.14
Не допускается применение металлического покровного слоя при подземной бесканальной прокладке и прокладке трубопроводов в непроходных каналах.
Покровный слой из тонколистового металла с наружным полимерным покрытием не допускается применять в местах, подверженных прямому воздействию солнечных лучей.
5.15
Покровный слой допускается не предусматривать в теплоизоляционных конструкциях на основе изделий из волокнистых материалов с покрытием (котированных) из алюминиевой фольги или стеклоткани (стеклохолста, стеклорогожи) и вспененного синтетического каучука для изолируемых объектов, расположенных в помещениях, тоннелях, подвалах и чердаках зданий, и при канальной прокладке трубопроводов.
1 Допускается применение других материалов, обеспечивающих уровень сопротивления паропроницанию не ниже, чем у приведенных в таблице.
2 Для материалов с закрытой пористостью, имеющих коэффициент паропроницаемости менее 0,1 мг/(м · ч · Па), во всех случаях принимается один пароизоляционный слой.
5.16
Число слоев пароизоляционного материала в теплоизоляционных конструкциях для оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами содержащихся в них веществ рекомендуется принимать по таблице 1
.
5.17
При применении теплоизоляционных материалов из вспененных полимеров с закрытыми порами необходимость применения пароизоляционного слоя должна быть обоснована расчетом. При исключении пароизоляционного слоя следует предусматривать герметизацию стыков изделий материалами, не пропускающими водяные пары.
5.18
Теплоизоляционные конструкции из материалов с группой горючести Г3 и Г4 не допускается предусматривать для оборудования и трубопроводов, расположенных:
а) в зданиях, кроме зданий IV степени огнестойкости, одноквартирных жилых домов и охлаждаемых помещений холодильников;
б) в наружных технологических установках, кроме отдельно стоящего оборудования;
в) на эстакадах, галереях и в тоннелях при наличии кабелей или трубопроводов, транспортирующих горючие вещества.
При этом допускается применение горючих материалов группы Г3 или Г4 для:
- пароизоляционного слоя толщиной не более 2 мм;
- слоя окраски или пленки толщиной не более 0,4 мм;
- покровного слоя трубопроводов, расположенных в технических подвальных этажах и подпольях с выходом только наружу в зданиях I и II степеней огнестойкости при устройстве вставок длиной 3 м из негорючих материалов не более чем через 30 м длины трубопровода;
- теплоизоляционного слоя из заливочного пенополиуретана при покровном слое из оцинкованной стали в наружных технологических установках и тоннелях.
Покровный слой из слабогорючих материалов групп Г1 и Г2, применяемых для наружных технологических установок высотой 6 м и более, должен быть на основе ткани из минерального или стеклянного волокна.
5.19
Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования должна соответствовать требованиям безопасности и защиты окружающей среды.
Для трубопроводов надземной прокладки при применении теплоизоляционных конструкций из горючих материалов групп Г3 и Г4 следует предусматривать:
- вставки длиной 3 м из негорючих материалов не более чем через 100 м длины трубопровода;
- участки теплоизоляционных конструкций из негорючих материалов на расстоянии не менее 5 м от технологических установок, содержащих горючие газы и жидкости.
При пересечении трубопроводом противопожарной преграды следует предусматривать теплоизоляционные конструкции из негорючих материалов в пределах размера противопожарной преграды.
При применении конструкций теплопроводов в тепловой изоляции из горючих материалов в негорючей оболочке допускается не делать противопожарные вставки.
Требования к пожарной безопасности теплоизоляционных конструкций трубопроводов тепловых сетей приведены в СНиП 41-02.
5.20
Для элементов оборудования и трубопроводов, требующих в процессе эксплуатации систематического наблюдения, следует предусматривать сборно-разборные съемные теплоизоляционные конструкции.
Съемные теплоизоляционные конструкции должны применяться для изоляции люков, фланцевых соединений, арматуры, сальниковых и сильфонных компенсаторов трубопроводов, а также в местах измерений и проверки состояния изолируемых поверхностей.
5.21
Изделия из минеральной и стеклянной ваты, применяемые в качестве теплоизоляционного слоя для трубопроводов подземной канальной прокладки, должны быть гидрофобизированы.
Не допускается применение теплоизоляционных материалов, подверженных деструкции при взаимодействии с влагой (мастичная изоляция, изделия известково-кремнеземистые, перлитоцементные и совелитовые).
6.1
Определение толщины теплоизоляционного слоя по нормированной плотности теплового потока.
6.1.1
Нормы плотности теплового потока через изолированную поверхность объектов, расположенных в Европейском регионе России, следует принимать не более указанных:
для оборудования и трубопроводов с положительными температурами, расположенных:
-
для трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей - по таблицам 8
и 9
;
- для паропроводов с конденсатопроводами при их совместной прокладке в непроходных каналах - по таблице 10
;
для трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при бесканальной прокладке - по таблицам 11
, 12
.
При проектировании тепловой изоляции для технологических трубопроводов, прокладываемых в каналах и бесканально, нормы плотности теплового потока следует принимать как для трубопроводов, прокладываемых на открытом воздухе.
6.1.2
При расположении изолируемых объектов в других регионах страны следует применять коэффициент K
, учитывающий изменение стоимости теплоты в зависимости от района строительства и способа прокладки трубопровода (места установки оборудования):
- нормы плотности теплового потока для плоской поверхности и цилиндрической поверхности с условным проходом более 1400 мм qred
определяются по формуле
qred
= qK
, (1)
- нормы плотности теплового потока для цилиндрической поверхности условным проходом 1400 мм и менее определяются по формуле
qlred
= ql
K
, (2)
где q
- нормированная поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2
, принимаемая по таблицам 2
-7
;
ql
- нормированная линейная плотность теплового потока (на 1 м длины цилиндрического объекта), Вт/м2
, принимаемая по таблицам 2
-12
.
Таблица 2 - Нормы плотности теплового потока оборудования и трубопроводов с положительными температурами при расположении на открытом воздухе и числе часов работы более 5000
Примечание - Промежуточные значения норм плотности теплового потока следует определять интерполяцией.
Таблица 3 - Нормы плотности теплового потока оборудования и трубопроводов с положительными температурами при расположении на открытом воздухе и числе часов работы 5000 и менее
Примечание - Промежуточные значения норм плотности теплового потока следует определять интерполяцией.
Таблица 4 - Нормы плотности теплового потока для оборудования и трубопроводов с положительными температурами при расположении в помещении и числе часов работы более 5000
Примечание - Промежуточные значения норм плотности теплового потока следует определять интерполяцией.
Таблица 5 - Нормы плотности теплового потока для оборудования и трубопроводов с положительными температурами при расположении в помещении и числе часов работы 5000 и менее